工学信号的运算测量及处理电路.pptxVIP

第8章 信号的运算、测量 及处理电路 8.1 基本运算电路 8.2 对数、指数运算电路 8.3 乘法器及其应用电路 8.4 信号测量放大电路 8.5 信号变换电路 8.6 有源滤波器;8.1 基本运算电路;1、反相比例运算电路; (5) Rf= R1时， uo=－ui，称为反相器。;例8.1.1 如图所示电路中，已知Rf=10KΩ，R1=5KΩ，ui=4V，试求输出电压uo。 ;T形网络反相比例运算电路;求输入电阻 ;2、同相比例运算电路;Auf = 1; 特点：;uo=7.5V;例8.1.3 电路如图，写出输出电压与输入电压的关系。;8.1.2 加法运算电路;1、反相输入加法运算电路;特点： （1）输出电压与输入电压成求和运算关系，输出电压与输入电压相位相反。 （2）集成运放的两个输入端电压相等并等于0，反相输入端“虚地”，因此加在集成运放输入端的共模输入电压很小，该电路应用比较广泛。 （3）该电路可以很方便地计算增加或减少输入信号个数时的输出电压值，并且，当改变某一输入回路的电阻时，仅仅改变了输出电压和该输入电压之间的比例关系，调解比较方便。;例8.1.4 求输出电压uo与各输入电压的运算关系。;2、同相输入加法运算电路;（1）输出电压与输入电压成比例求和运算关系，输出电压与输入电压相位相同。 （2）集成运放的两个输入端电压相等不等于0，不存在“虚地”现象，该电路存在共模输入电压，因此该电路的应用不如反相求和电路广泛。 （3）该电路的RP与各输入回路的电阻都有关，当改变某一输入回路的电阻以达到给定的关系时，其他各路输入电压与输出电压之间的比值也将随之改变。常需要反复调节才能最后确定参数的数值。因此，参数的调整非常麻烦。;可得：;电压放大倍数;特点：;高输入电阻的差动放大电路;（1）虚短和虚断；;;例：R1=10K，R2=10K，R3=5K，R4=5K，R5=10K。两个运放均采用CF741，最大输出电压±13V，求： （1）当ui1=1V, 当ui2=3V,求输出电压uo； （2）当ui1=4V, 当ui2=3V,求输出电压uo。 ;8.1.4 积分和微分运算电路;输入电压为矩形波;;输入;输入电压为正弦波;(1)比例—积分调节器 ;(2)求和积分运算电路;2. 微分运算电路;根据虚短和虚断的概念，可以列出;8.2　对数、指数运算电路;存在的问题： （1）二极管的参数IS和UT受温度影响，所以二极管组成的对数运算电路的运算精度受温度的影响较大。 （2）在小信号时，由于uD值较小，不满足uD UT的条件，因而误差较大，而在大电流情况下，二极管的内阻不可忽略，因此二极管仅在一定的电流范围内才满足指数特性。 （3）输出电压的幅度较小， uo值等于二极管的正向压降，输入信号是单方向的。将三极管接成二极管形式代替二极管，可使工作范围扩大。;2．三极管对数运算电路;存在的问题 （1）输入电压 ui 应大于零，此电路才能正常工作，因此输入信号是单方向的。 （2）与二极管构成的对数运算电路一样，运算关系与UT 和 IS 有关，运算精度受温度的影响较大。为了克服这个缺点，可以采用各种温度补偿电路以提高运算精度。;2.三极管指数运算电路;8.3.1　乘法器的基础知识;8.3.2 对数－指数型模拟乘法器;　　除法电路的输出电压正比于其两个输入电压相除所得的商，即：;2．输出电压与输入电压的关系 ;　　恒流源式差动放大电路的输出电压为：;　　设想：使恒流源电流 I 与另一个输入电压 ui2 成正比，则 uo 正比于 ui1 与 ui2 的乘积。;8.3.4 集成模拟乘法器;8.3.5 模拟乘法器的应用;3.混频电路;5.开二次方运算电路 ;8.5.1 电压／电流转换器 ;2.同相输入的电压／电流转换器 ;4. 大电流和高电压输出电压／电流变换器 ;5.电压/电流转换器的应用-直流电压测量电路;8.5.2 电流／电压转换器;4.电-光-电转换电路－光电耦合器;8.6 有源滤波器;按工作频带分类;