模拟电子技术基础课件第8章集成运算放大电路的线性应用 (2).ppt

1.反相比例运算电路1.低通滤波电路8.6.2无源滤波电路和有源滤波电路无源滤波电路：滤波电路仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成。有源滤波电路：滤波电路中不仅有无源元件，还有有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）。1.无源滤波电路如不考虑负载电阻，当信号频率趋于零时，电容的容抗趋于无穷大，故通带增益为：当电路带上负载RL后，通带增益变为：通带增益减小提高带载能力，使之与负载具有良好的隔离，通常在电路中接入集成运放（电压跟随器或比例运算电路），构成性能优良的有源虑波电路。在有源滤波电路中，集成运放通常带有深度负反馈。但有时为了提高滤波性能，使集成运放同时带有负反馈和正反馈，以负反馈为主。把几个一阶的滤波电路串联起来，就可以组成高阶的滤波电路。8.6.3有源滤波电路及其分析方法（自学）在有源滤波电路中，除集成运放外，常包含较复杂的无源网络。一般都通过“拉氏变换”，将电压与电流变换成s域内的“象函数”U(s)和I(s)。阻抗容抗感抗Au(s)分母上s的方次表示方程式的阶数，常用Au(s)分母上s的方次把有源滤波电路划分为一阶、二阶及更高阶。通常阶数越高，滤波电路幅频特性曲线上从通带到阻带的分界线越陡，滤波效果越好。8.6.3有源滤波电路及其分析方法（自学）1）一阶低通滤波电路电路传递函数为：2．反函数型的指数运算电路将对数电路作为反馈回路，在输入回路中接电阻，可实现反函数型指数运算电路。正常工作条件：1)必须引入深度负反馈;2)uO与uI反相，uI0。若对数电路采用前述差动电路形式，可推导出：8.4乘法和除法运算电路8.4.1模拟乘法电路的基本概念符号等效电路模拟乘法器是实现两个模拟量相乘的非线性模拟集成器件。可方便地实现乘、除、乘方、开方运算电路。用途十分广泛。1、ri1=?、ri2=?2、ro=03、k值不随信号幅值及频率变化。4、无失调电压、失调电流及噪声影响。理想器件具备：（k为乘积系数，也称标尺因子或乘积增益。）8.4.1模拟乘法电路的基本概念模拟乘法器输入信号的象限:根据允许输入信号的极性，模拟乘法器分为：单象限、两象限和四象限。实现乘法运算的两种主要方法：1）利用对数和指数电路的乘法电路。2）“变跨导式”模拟乘法电路。8.4.2利用对数和指数运算电路实现乘法与除法运算（自学）利用对数和指数电路的乘法运算的框图为：把求和运算电路用减法运算电路取代，则可得到除法运算电路。乘法运算电路8.4.3变跨导型模拟乘法电路（自学）变跨导型模拟乘法电路是在带恒流源的差动放大电路的基础上形成的。和第4章差分放大电路的区别在于电流源I受输入电压uY的控制。8.4.3变跨导型模拟乘法电路（自学）电路由uY控制电流源电流I,I的变化导致VT1、VT2的跨导gm变化，故称为变跨导式模拟乘法器。可以证明：uX可正可负，uY必须大于零，为两象限模拟乘法器。四象限模拟乘法电路uX和uY都采用差动形式。8.4.4模拟乘法器在运算电路中的应用模拟乘法电路除了能够实现模拟信号的乘法运算外，还可以和集成运放相结合，加上其它电路一起构成除法、求平方、开方和求方均根等运算电路。在构成运算电路时，集成运放必须引入负反馈。1.平方运算和乘方运算电路若则加隔直电容可以得到纯交流二倍频电压。3次方运算电路4次方运算电路为减少误差积累，在实现高次幂的乘方运算时，常采用由模拟乘法器、集成对数运算电路和指数运算电路组合成的电路。，就实现了乘方运算。对数运算电路模拟乘法电路指数运算电路由反函数型运算原理，将模拟乘法电路放在集成运放的反馈通路中，可构成除法运算电路。2.除法运算电路保证引入负反馈，uI2应与k同符号。“虚地”和“虚断”输出电压利用平方运算电路作为集成运放的反馈回路，就能构成开方运算电路。3.开方运算电路为保证负反馈要合理选择uI和K。立方根运算电路把高次方运算电路接在运放的反馈回路中，就可组成反函数型的高次方根运算电路。此外，模拟乘法器还在方均根运算电路、函数发生电路、放大倍数(增益)可控的