第2章 理想运算放大器及其运算电路.ppt

2.4 集成模拟乘法器 模拟乘法器功能：实现两个模拟量相乘 二.模拟乘法器的应用 1. 乘法运算 3. 除法运算电路 根据虚断 4. 开平方运算电路 2. 二阶有源高通滤波器 ) ( 1 i 1 2 O u R R K u - = ui为负值！ 负反馈条件？ 有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。 滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。 2.5 有源滤波电路 滤波器的分类： 低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） ω |A| 0 ωC 通带 阻带 A0 ω |A| 0 ωC A0 通带 阻带 ω |A| 0 ωC1 A0 阻 阻 ωC2 通 ω |A| 0 ωC1 A0 阻 ωC2 通 通 各种滤波器理想的幅频特性： （1）低通 （2）高通 （1）带通 （1）带阻 滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。 1. 一阶RC低通滤波器(无源) 一. 低通有源滤波器 传递函数： 截止频率： 幅频特性： 此电路的缺点： 1、带负载能力差。 2、无放大作用。 3、特性不理想，边沿不陡。 幅频特性： 0.707 ?H 截止频率 0 1 |A| 2.一阶有源低通滤波器 传递函数： 通带增益： 截止频率： 幅频特性及幅频特性曲线 传递函数： 幅频特性： 缺点：阻带衰减太谩。 ?H 0.707 1+Rf/R1 0 1+Rf/R1 |A| 3.二阶有源低通滤波器 传递函数： 当 Ao＜3时，滤波器可以稳定工作 。 此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。 当f＞＞fL时，幅频特性曲线的斜率 为-40dB/dec。 当Ao≥3时，源滤波器自激。 幅频特性及幅频特性曲线 传递函数： 通带增益： 截止频率： 二. 高通有源滤波器 1.一阶有源高通滤波器 * 第二章 理想运算放大器及其运算电路 2.1 比例电路 2.2 基本运算电路 2.3 对数和反对数电路 2.4 集成模拟乘法器 2.5 有源滤波器 ＋ － u-－ u+ uo 同相输入端 反相输入端 输出端 预备知识 + _ + _ _ + vN vP AvovId ro ri 理想运算放大器的等效电路 iI vo 1. 运放的电压传输特性： 设：电源电压±VCC=±10V。 运放的Aod=104 │Ui│≤1mV时，运放处于线性区。 Aod越大，线性区越小， 当Aod →∞时，线性区→0 0 uo ui +10V -10V +Uom -Uom -1mV +1mV 线性区 非线性区 非线性区 +10V -10V +Uom -Uom 0 uo ui 集成运放的两种工作状态 2.理想运算放大器： 开环电压放大倍数 Aod=∞ 差摸输入电阻 Rid=∞ 输出电阻 Ro=0 为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈： 理想运放工作在线性区的条件： 电路中有负反馈！ 运放工作在线性区的分析方法： 虚短（u+=u-） 虚断（ii+=ii-=0） 3. 线性区 4. 非线性区（正、负饱和状态） 运放工作在非线性区的条件： 电路开环工作或引入正反馈！ +10V -10V +Uom -Uom 0 uo ui 2.1 比例运算电路 一. 反相比例运算 虚地点 i1=if （虚断） 因为有负反馈， 利用虚短和虚断 u+ =0 u－=u+=0（虚地） 反馈方式： 电压并联负反馈 电压放大倍数: 例题1. R1=10k? , Rf=20k? , ui =-1V。求:uo 、Ri。说明R0的作用， R0应为多大？ 特点： 共模输入电压=0 （u－=u+=0） 缺点： 输入电阻小（ Ri=R1） R0为平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等):R0=R1//Rf 采用T型反馈网络的反相比例电路 目的：在高比例系数时，避免R1阻值太小，使输入电阻太小。 分析：u+=u-=0（虚短） i1=i2 （虚断） 二. 同相比例运算电路 u-= u+= ui i1=if （虚断） 平衡电阻R=Rf//R1 因为有负反馈， 利用虚短和虚断 反馈方式： 电压串联负反馈 特点： 输入电阻高 缺点： 共模输入电压≠0 （u－=u+=ui） 电压放大倍数: Au=1 三.电压跟随器 此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件的射极输出器相