[工学]模电第七章演示文稿.ppt

本章基本要求: 1.掌握比例、加减和好积分电路的工作原理及运算 关系;了解微分、乘除、对数和指数电路的工作原 理及运算关系;并能够运用“虚短”和“虚断”的概念 分析各种运算电路的输出电压和输入电压的运算 关系,能够根据需要合理选择电路. 2.能够正确理解LPF、HPF、BPF和BEF的工作原理,了 解它们的主要性能,并能够根据需要合理选择电路. 3.了解干扰和噪声的来源及抑制方法. 四、应用举例 图7.4.4 采用PN结温度传感器的数字式温度计电路 测量范围为 －50～＋150oC， 分辨率为 0.1oC 使用集成仪表放大器 1NA102进行放大，其 输出电压范围为 －5～＋1.5V 7.4.2 电荷放大器 图7.4.5 为防止Cf长时间充电导致集成运放饱和常在Cf上 并联电阻Rf为使 ，f 应大于 。 7.4.3 隔离放大器 一、变压器耦合式 图7.4.7 AD210变压器耦 合式隔离放大器 采用调制解调技术，可以放大变化缓慢的直流信号和频率很低的交流信号。其额定隔离电压高达2500V。 二、光电耦合式 图7.4.8 图7.4.9 上面两图是ISO100型光电耦合放大器及其基本应用电路 本章小结 一、理想运放 理想运放的差模放大倍数、差模输入电阻、共模抑制比和上限频率均为无穷大；输入失调电压、输入失调电流及其温漂以及噪声均为零。 若集成运放引入负反馈，则工作在线性区。这时，净输入电压为零，称为“虚短”；净输入电流为零，称为“虚断”。 “虚短”和“虚断”是分析运算电路和有源滤波电路的两个基本出发点。 若集成运放不引入反馈或引入正反馈，则工作在非线性区。这时，输出电压只有两种可能的情况，不是＋UOM，就是－UOM；同时其净输入 电流还为零。即“虚短”不复存在， “虚断”却依然存在。 二、基本运算电路 求解输入、输出电压运算关系的基本方法： 1、节点电流法 2、迭加原理 三、有源滤波电路 1、一般由RC网络和集成运放组成，分四种类型。 2、一般引入电压负反馈。其主要性能指标有通带 放大倍数 、通带截止频率fP 、特征频率f0 、 带宽fbw 和品质因数 Q 等。 3、也常引入正反馈，以实现压控电压源滤波电路。 模拟乘法器，全通、状态变量、开关电容型滤波器 以及仪表用放大器、电荷放大器和隔离放大器等也 是本章的内容。 7.1.6 利用对数和指数运算电路实现的乘法  运算电路和除法运算电路 图7.1.29 乘法运算电路如图7.1.29和7.1.30所示。 图7.1.30 如将这两张图中的求和运算电路用求差运算电路取代则可得到除法运算电路。 7.1.7集成运放性能指标对运算误差的影响（略） 7.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 7.2.1 模拟乘法器简介 图7.2.1 7.2.2 变跨导模拟乘法器的工作原理（略） 7.2.3 模拟乘法器在运算电路中的应用 一、乘方运算电路 图7.2.7 当输入为正弦波 时，则 (倍频) 图7.2.8 图7.2.9 二、除法运算电路 图7.2.10 三、开方运算电路 图7.2.12 图7.2.11 立方根运算电路如图7.2.13所示。 图7.2.13 7.3 有源滤波电路 7.3.1 滤波电路的基本知识 一、滤波电路的种类 低通（LPF）；高通（HPF）；带通（BPF）； 带阻（BEF）；全通（APF）。 图7.3.1 理想滤波电路的幅频特性 二、滤波器的幅频特性 图7.3.2 主要任务是求解 和过渡带 的斜率。 三、无源滤波电路和有源滤波电路 1、无源低通滤波器 在图7.3.3的RC低通滤波器中当信号频率趋于零时其通带放大倍数为 图7.3.3 当频率从零到无穷大时的电压放大倍数 令 带负载后，通带放大倍数 2、有源滤波电路 图7.3.4 因为采用射极跟随器，所以 四、有源滤波电路的传递函数 通过拉氏变换将电压和电流变换成“象函数”U(s)和I(s)，因而电阻的R(s)=R，电容的ZC(s)=1／(sC)，电感的ZL(s)=sL，输出量与输入量之比称为传递函数，即 图7.3.4所示电路的传递函数 将s换成jω，便可得到放大倍数。令s=0，即ω=0，就可得到通带放大倍数。传递函数中的最高指数称为滤波器的阶数。 7.3.2 低通滤波器 一、同相输入低通滤波器 1、一阶电路 图7.3.5 用jω取代s，且令 得电压放大倍数 称f0为