第6章模拟电路.ppt

集成运放的特点 集成运放电路的组成 集成运放电路四个组成部分的作用 差分放大电路的改进 图1 模拟乘法器的符号及其等效电路 1 乘积、乘方运算电路 2 除法运算电路 除法运算电路如图4所示，它是由一个运算放大器和一个模拟乘法器组合而成的。根据运放虚断的特性，有： 由式（7-31）和（7-32）可得， 所以 当输入信号电压ux和uy远远小于2UT，则有： 该类型乘法器可四象限工作，但其不足之处在于两点： ▲ 信号电压要足够小； ▲ 乘法系数里包含UT的平方，因此受温度影响较大。 两象限模拟乘法器 差分放大电路的差模传输特性是指在差模信号 作用下，输出电压与输入电压的函数关系 跨导 由上式可得 时，有 当 3.电路只能工作在两象限 1.Uy的值越小，运算误差越大 2.Uo与UT有关，即k与温度有关 两象限模拟乘法器 （可控恒流源差分电路的乘法特性） 双平衡四象限变跨导型模拟乘法器 两象限模拟乘法器 ● 乘积和乘方运算 ● 除法运算电路 ● 开平方运算电路 ● 开立方运算电路 6.6.2 模拟乘法器的应用 (2) 乘方、立方运算 将相乘运算电路的两个输入端并联在一起就是乘方运算电路，电路如图2所示。立方运算电路如图3所示。 模拟乘法运算电路如图1所示。 (1) 相乘运算 图1 相乘运算 图2 平方运算电路 图3 立方运算电路 图 4 除法运算电路 如果令K= R2 / R1 ，则 在运算电路中，电路必须引入的是负反馈，才能保证正常工作。 即必须保证 电路引入才是负反馈 即当 时， 反之 时， 由于uo与ui反相，故要求u01与uo同相 因此，当模拟乘法器的K＜0时， 当模拟乘法器的K＞0时， 因为 应当有uY＜0 应当有uY＞0 所以有 显然，VO是-VI平方根。因此只有当VI为负值时才能开平方，也就是说VI为负值电路才能实现负反馈的闭环。图中的二极管即为保证这一点而接入的。 图5 开平方电路 图5为开平方运算电路，根据电路有 3 开平方运算电路 图 6开立方电路 当VI为正值时，VO为负值，当VI为负值时，VO为正值。模拟乘法器还有许多其他应用。 图6是开立方运算电路，根据图中关系有: 4 开立方运算电路 例题1 已知图示电路中的集成运放均为理想运放， 模拟乘法器的乘积系数k大于零。试求解各电路的运算关系。 解： 图示电路为开方运算电路。 由虚短、虚断得 A2构成反相比例运算，得 所以有 即有 求出图所示各电路的运算关系。 例题2 电路（b）实现一元三次方程。 解： 电路（a）实现求和、除法运算， 它们的运算关系式分别为 （a） （b） U01 U02 U0 uN 求出图示电路的运算关系。 例题3 解： 求出图示电路的运算关系。 例题4 A2构成反相器 解 正电压开平方电路 A1构成积分电路 A2构成开方电路 ① ② ③ ④ ⑤ 例题5 有效值检测电路如图所示，若R2为∞，试证明 iR1 iC1 iR3 iR4 由iR1=iC得 由iR4=iR3得 为了使图示电路实现除法运算， （1）标出集成运放的同相输入端和反相输入端； （2）求出uO和uI1、uI2的运算关系式。 例题6 解： （1）为了保证电路引入负反馈， (2）根据模拟乘法器输出电压和输入电压的关系和节点电流关系， A的上端为“－”，下端为“＋” 可得 所以 （2） R0对共模信号有抑制作用（原理同上，即由于R0的负反馈作用，使IE基本不变） ui1 =- ui2 ，设ui1 ?,ui2 ? ? ib1 ?,ib2 ? ? ie1 ?,ie2 ????ie1 ? = - ??ie2 ? ? IE不变 （3） R0对差模信号相当于短路 3. 主要指标计算 （1）差模电压增益 接入负载时 （双入、双出交流通路） 以双倍的元器件换取抑制零漂的能力 A 双入、双出 B 双入、单出 接入负载时 （双入、单出交流通路） 3. 主要指标计算 （1）差模电压增益 C 单端输入 等效于双端输入 指标计算与双端输入相同入 （2）共模电压增益 A 双端输出 共模信号的输入使两管集电极电压有相同的变化。 所以 共模增益 B 单端输出 抑制零漂能力增强 共模输入时的交流通路 共模输入时的小信号模型图 ui1 uo +UCC RC T1 RC ui2 T2 -UEE RE uo= uC1 - uC2 如果任意输入ui1 、ui2同时作用 ui1 = uC + ud/2 ui2 = uC - ud/2 ?叠加 ud 差模分量: ui1 - ui2 = 共模分量: uC 2 ui1 + ui2 = 分解 uC + ud/2 uC - ud/2 结论:当两输入端有任意输入时,