模擬電路集成運(yùn)算放大電路的線性應(yīng)用5

1、1習(xí)題：習(xí)題：8-2、8-4、 8-7、8-9、8-10、8-19作業(yè)：作業(yè)：28 8.1 .1 概述概述8 8.2 .2 基本運(yùn)算電路基本運(yùn)算電路8 8.3 .3 對數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路對數(shù)和指數(shù)運(yùn)算電路 8 8.4 .4 乘法乘法和除法運(yùn)算電路和除法運(yùn)算電路8.6 8.6 有源濾波電路有源濾波電路3 運(yùn)算電路運(yùn)算關(guān)系的分析和識(shí)別；對數(shù)、指數(shù)運(yùn)算電路運(yùn)算關(guān)系的分析和識(shí)別；對數(shù)、指數(shù)運(yùn)算電路和有源濾波電路的分析計(jì)算。運(yùn)算電路和有源濾波電路的分析計(jì)算。 掌握基本運(yùn)算電路（比例、加減、積分、微分、掌握基本運(yùn)算電路（比例、加減、積分、微分、對數(shù)、指數(shù)、乘法、除法）運(yùn)算電路的工作原理和運(yùn)對數(shù)、指數(shù)、乘法、

2、除法）運(yùn)算電路的工作原理和運(yùn)算關(guān)系，利用算關(guān)系，利用“虛短虛短”和和“虛斷虛斷”的概念分析這些運(yùn)的概念分析這些運(yùn)算電路輸出電壓和輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系。算電路輸出電壓和輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系。 理解模擬乘法器在運(yùn)算電路中的應(yīng)用。理解模擬乘法器在運(yùn)算電路中的應(yīng)用。 4信號(hào)處理信號(hào)處理5帶深度負(fù)反饋，輸出量和凈輸入量成線性關(guān)系。帶深度負(fù)反饋，輸出量和凈輸入量成線性關(guān)系。開環(huán)或帶正反饋，輸出量處于正、負(fù)飽和值狀態(tài)。開環(huán)或帶正反饋，輸出量處于正、負(fù)飽和值狀態(tài)。 6 理想運(yùn)放開環(huán)時(shí)理想運(yùn)放開環(huán)時(shí), ,兩輸入端之間加無窮小電壓兩輸入端之間加無窮小電壓, ,輸出電壓就會(huì)進(jìn)入非線性區(qū)。只有引入負(fù)反饋才能輸出電壓就會(huì)進(jìn)

3、入非線性區(qū)。只有引入負(fù)反饋才能使其工作在線性區(qū)。使其工作在線性區(qū)。iPiNUOM-UOM7HCMRodidodfKRRA.5.40.3.2.16. 6. 失調(diào)電壓、失調(diào)電流及其溫漂失調(diào)電壓、失調(diào)電流及其溫漂均為零，無內(nèi)部噪聲。均為零，無內(nèi)部噪聲。8)(NPodouuAu(是判斷電路工作區(qū)域是判斷電路工作區(qū)域的依據(jù)的依據(jù))NPuu稱為稱為 。0NPii稱為稱為。9+-odAPuNuou當(dāng)當(dāng)NPuu時(shí)：時(shí)：OMoUuOMoUuNPuu時(shí)：時(shí)：當(dāng)當(dāng)0NPii非線性區(qū)電壓傳輸特性非線性區(qū)電壓傳輸特性+UOM-UOM10 集成運(yùn)放的輸入有：集成運(yùn)放的輸入有：a）反相端輸入）反相端輸入b）同相端輸入）同相

4、端輸入c）差動(dòng)輸入）差動(dòng)輸入電路引入深度負(fù)反饋，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。電路引入深度負(fù)反饋，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。111. 反相端輸入特點(diǎn)反相端輸入特點(diǎn) 反相端輸入存在反相端輸入存在“虛地虛地”點(diǎn)。點(diǎn)。 加在集成運(yùn)放輸入端的共模輸入電壓極小。加在集成運(yùn)放輸入端的共模輸入電壓極小。“虛地虛地”是反相輸入運(yùn)算電路的一個(gè)重要特點(diǎn)是反相輸入運(yùn)算電路的一個(gè)重要特點(diǎn)，應(yīng)用應(yīng)用“虛地虛地”的特點(diǎn)分析電路是十分重要和方便的特點(diǎn)分析電路是十分重要和方便的。的。 122. 同相端輸入特點(diǎn)同相端輸入特點(diǎn) 同相端輸入的運(yùn)算電路，運(yùn)放輸入端有同相端輸入的運(yùn)算電路，運(yùn)放輸入端有“虛短路虛短路”和和“虛斷路虛斷路”，但不存在

5、，但不存在“虛地虛地”。 由于集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間存在共模電壓，由于集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端之間存在共模電壓，這種電路對運(yùn)放的共模抑制比的要求較高。這種電路對運(yùn)放的共模抑制比的要求較高。 133.差動(dòng)輸入特點(diǎn)差動(dòng)輸入特點(diǎn) 利用利用“虛短虛短”、“虛斷虛斷”和疊加原理，并利用和疊加原理，并利用靜態(tài)平衡條件（靜態(tài)平衡條件（R R1 1= =R R2 2，R R3 3= =R RF F），可以求出，可以求出Uo與與Ui1和和Ui2和的關(guān)系為：和的關(guān)系為： )(121iiFoUURRU 輸出電壓輸出電壓Uo只與輸入的差模部分有關(guān)，輸入的共模只與輸入的差模部分有關(guān)，輸入的共模電壓和運(yùn)放偏置電流引起的誤差同時(shí)

6、被消除電壓和運(yùn)放偏置電流引起的誤差同時(shí)被消除 。14 由于集成運(yùn)放輸入級(jí)一般采用差動(dòng)電路，要由于集成運(yùn)放輸入級(jí)一般采用差動(dòng)電路，要求輸入電路兩半的參數(shù)對稱。求輸入電路兩半的參數(shù)對稱。 Rn=Rp Rn：運(yùn)放反相端到地之間向外看的等效電阻；：運(yùn)放反相端到地之間向外看的等效電阻； Rp：運(yùn)放同相端到地之間向外看的等效電阻。：運(yùn)放同相端到地之間向外看的等效電阻。15foNNIFRRuuRuuii（虛斷）（虛斷）（N虛地）虛地）“虛地虛地”點(diǎn)點(diǎn)靜態(tài)平衡電阻靜態(tài)平衡電阻fRRR/16輸入電阻：輸入電阻：RRi（N虛地）虛地）輸出電阻：輸出電阻： Ro 0整理得整理得：IfouRRufoNNIRuuRuu

7、17IPNuuu引入電壓串引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋聯(lián)負(fù)反饋fNoNRuuRu0由由“虛斷虛斷” iR= iF 18fNoNRuuRu01IoIIofNNofuuuuuRRuuuRR存在：存在：整理得：整理得：IfouRRu1R= 時(shí)，時(shí)，uN= uf =uo，則則uO= uI 稱稱19Iouu 20對于單一信號(hào)作用的運(yùn)算電路，在分析運(yùn)算關(guān)系時(shí)：對于單一信號(hào)作用的運(yùn)算電路，在分析運(yùn)算關(guān)系時(shí)：（1 1）首先）首先列出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電流方程列出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電流方程，通常是集成運(yùn)，通常是集成運(yùn)放的同相輸入端放的同相輸入端(+)(+)和反相輸入端和反相輸入端(-)(-)的電流方程。的電流方程。（2 2）然后根據(jù)）然

8、后根據(jù)“虛短虛短”和和“虛斷虛斷”的原則進(jìn)行計(jì)算的原則進(jìn)行計(jì)算，即可得到輸出電壓和輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系。，即可得到輸出電壓和輸入電壓的運(yùn)算關(guān)系。 小小 結(jié)結(jié)21例例8-18-1：電壓電流變換電路（：電壓電流變換電路（U U- -I I） 圖中引入電流并聯(lián)負(fù)反饋。圖中引入電流并聯(lián)負(fù)反饋。)1 (1RRRUIFiL缺點(diǎn)：輸入阻抗很小。缺點(diǎn)：輸入阻抗很小。22 在這兩種變換電路中，負(fù)載電流與負(fù)載電阻無在這兩種變換電路中，負(fù)載電流與負(fù)載電阻無關(guān)，所以是一個(gè)恒流源。關(guān)，所以是一個(gè)恒流源。 負(fù)載電流負(fù)載電流:RUIiL 改用串聯(lián)負(fù)反饋，可改用串聯(lián)負(fù)反饋，可以提高輸入阻抗。以提高輸入阻抗。23例例8-2 8-

9、2 電流電流變換電路（電流電流變換電路（I I- -I I） fsII)1 (RRIIFsL通過負(fù)載的電流通過負(fù)載的電流IL與與RL無關(guān)，對負(fù)載相當(dāng)無關(guān)，對負(fù)載相當(dāng)于內(nèi)阻無窮大的理想電流源。于內(nèi)阻無窮大的理想電流源。圖中引入電流并聯(lián)負(fù)反饋。圖中引入電流并聯(lián)負(fù)反饋。24基本反相比例電路基本反相比例電路: Ri=R。例例8-38-3：T T形反饋網(wǎng)絡(luò)的反相比例運(yùn)算電路形反饋網(wǎng)絡(luò)的反相比例運(yùn)算電路 iFoURRU不再成立。不再成立。iFOURRU時(shí)，kR100 MRF5則如果比例系數(shù)為如果比例系數(shù)為- -50，當(dāng)，當(dāng)25由電阻由電阻R2、R3和和R4構(gòu)成構(gòu)成T型網(wǎng)絡(luò)。型網(wǎng)絡(luò)。0U12RUIi22RI

10、UM3223RRII32224RRIIIioURRRRRRRIRIU)/1 (3421424422iI26kR1001kRR10042k.R0823取取kRi100可以看出，該電路的比例系數(shù)為可以看出，該電路的比例系數(shù)為- -50,輸入電阻得到了提高為：輸入電阻得到了提高為：而反饋電阻不必很大。而反饋電阻不必很大。ioURRRRRRU)/1 (34214227電路如圖，已知電路如圖，已知uo= - -55uI，求，求R5的值。的值。IIIouuuRRu111010011121A1構(gòu)成同構(gòu)成同相比例運(yùn)相比例運(yùn)算電路。算電路。A2構(gòu)成反構(gòu)成反相比例運(yùn)相比例運(yùn)算電路。算電路。1 1IIoouuRuR

11、Ru551110051455005R28N為虛地點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)為虛地點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)N的電流方程：的電流方程：Fiiii321foIIIRuRuRuRu332211則則信號(hào)作用信號(hào)作用于運(yùn)放的于運(yùn)放的反相端反相端.29foIIIRuRuRuRu332211得得332211RuRuRuRuIIIfo30節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)P的電流方程：的電流方程：4321iiii4332211RuRuuRuuRuuppIpIpI3133221143211111RuRuRuuRRRRIIIp332211RuRuRuRuIIIpp4321/RRRRRp其中，其中，4332211RuRuuRuuRuuppIpIpI32332211RuRuRu

12、RuIIIpp因因pfouRRu 13322111RuRuRuRRRuIIIpfo所以所以333322111RuRuRuRRRuIIIpfo 332211RuRuRuRuIIIfo34利用疊加原利用疊加原理求解。理求解。35作用時(shí)為反相求和電路作用時(shí)為反相求和電路21IIuu 、22111RuRuRuIIfo43IIuu 、作用時(shí)為同相求和電路作用時(shí)為同相求和電路，44332RuRuRuIIfo2211443321RuRuRuRuRuuuIIIIfoooRN=RP 3612IIfouuRRu 利用利用“虛短虛短”、“虛斷虛斷”和疊加原理，可以求出和疊加原理，可以求出Uo與與Ui1和和Ui2和的

13、關(guān)系為：和的關(guān)系為： 37 使用使用單個(gè)集成運(yùn)放單個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成加構(gòu)成加減運(yùn)算電路時(shí)存在兩個(gè)缺點(diǎn)：減運(yùn)算電路時(shí)存在兩個(gè)缺點(diǎn)：1）應(yīng)考慮同相和反相輸入端輸入電阻的平衡，）應(yīng)考慮同相和反相輸入端輸入電阻的平衡，電阻的選擇和調(diào)整比較困難；電阻的選擇和調(diào)整比較困難；2）對于每一個(gè)輸入端，輸入電阻都比較小。）對于每一個(gè)輸入端，輸入電阻都比較小。 所以，還可以采用所以，還可以采用兩級(jí)集成運(yùn)放兩級(jí)集成運(yùn)放來實(shí)現(xiàn)加減來實(shí)現(xiàn)加減運(yùn)算電路。運(yùn)算電路。 38設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足關(guān)系：設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足關(guān)系：3214510IIIouuuu（采用單個(gè)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)）采用單個(gè)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)）332211RuRuRuRuIIIfo取取k

14、Rf100故故kRkRkR25,20,10321靜態(tài)平衡條件：靜態(tài)平衡條件：R3/R2/Rf =R1/R44, 5,10321RRRRRRfff得得3940兩級(jí)集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)加減運(yùn)算電路兩級(jí)集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)加減運(yùn)算電路（2）兩級(jí)運(yùn)放構(gòu)成加減運(yùn)算電路）兩級(jí)運(yùn)放構(gòu)成加減運(yùn)算電路41當(dāng)當(dāng)RF1=R3時(shí)時(shí))()(433122221111RURURURURURUioFoiiFo）（43221122RURURURUUiiiFoo42采取同相端輸入的方法，可提高輸入阻抗。采取同相端輸入的方法，可提高輸入阻抗。43若若R1=RF2，R3=RF1，則有：，則有：1322321111)1 ()1 (oFiFoiFoUR

15、RURRUURRU）（1232)1 (iiFoUURRU輸入電阻輸入電阻44 在分析由多個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的復(fù)雜電路時(shí)，應(yīng)在分析由多個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的復(fù)雜電路時(shí)，應(yīng)抓住如下幾個(gè)要點(diǎn)：抓住如下幾個(gè)要點(diǎn)：1 1）認(rèn)清每一個(gè)運(yùn)放的運(yùn)算功能，以便確定它的輸出）認(rèn)清每一個(gè)運(yùn)放的運(yùn)算功能，以便確定它的輸出和輸入之間的關(guān)系；和輸入之間的關(guān)系；2 2）對具有深度負(fù)反饋的運(yùn)放，要善于應(yīng)用）對具有深度負(fù)反饋的運(yùn)放，要善于應(yīng)用“虛短虛短”（在反相端輸入時(shí)，還有（在反相端輸入時(shí)，還有“虛地虛地”）和）和“虛斷虛斷”等等概念來確定電路中某些點(diǎn)的電位和電流之間的關(guān)系；概念來確定電路中某些點(diǎn)的電位和電流之間的關(guān)系；3 3）根據(jù)上

16、述關(guān)系確定整個(gè)電路的輸出和輸入之間的）根據(jù)上述關(guān)系確定整個(gè)電路的輸出和輸入之間的關(guān)系。關(guān)系。45設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足關(guān)系：設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足關(guān)系：3214510IIIouuuu（采用兩個(gè)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)）采用兩個(gè)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)）(1) 畫出電路畫出電路(2)選擇電阻值，滿足設(shè)計(jì)要求選擇電阻值，滿足設(shè)計(jì)要求)()(33221112332212RuRuRuRRRRuRuRuRuIIIffIIOfOA1-+A2-+R1Rf1R3Rf2RuOuO1 R RuI1uI3R2uI2,25,20,10,100,1032121kRkRkRkRkRRff可得令kkkkkRRRRRkkkRRRff525/20/100/10/ 5

17、10/10/3221146例例8-4 高輸入阻抗和高共模抑制比的儀表放大電路高輸入阻抗和高共模抑制比的儀表放大電路 A1、A2組成第一組成第一級(jí)差動(dòng)電路；級(jí)差動(dòng)電路；A3構(gòu)成第二級(jí)差動(dòng)構(gòu)成第二級(jí)差動(dòng)電路。電路。11.輸入阻抗高。輸入阻抗高。2.共模抑制能力強(qiáng)。共模抑制能力強(qiáng)。3.輸出阻抗小。輸出阻抗小。47根據(jù)根據(jù)“虛短虛短”、“虛斷虛斷”有：有：)(2221112111221iiRooUURRRURRRUU211iiRUUU)(2(2111234)2134iioooUURRRRRUURRUA3兩邊參數(shù)對稱（兩邊參數(shù)對稱（Rn=Rp） ，有：，有：48 該放大器電路第一級(jí)是具有深度電壓串聯(lián)負(fù)該

18、放大器電路第一級(jí)是具有深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋的電路，輸入電阻高。若反饋的電路，輸入電阻高。若A A1 1和和A A2 2選用特性相同選用特性相同的運(yùn)放，則它們的共模輸出電壓和漂移電壓均相的運(yùn)放，則它們的共模輸出電壓和漂移電壓均相等。通過等。通過A A3 3組成的差分電路，共模電壓可以互相組成的差分電路，共模電壓可以互相抵消，故該電路有較強(qiáng)的共模抑制能力、較小的抵消，故該電路有較強(qiáng)的共模抑制能力、較小的輸出漂移電壓和較高的差模電壓增益。輸出漂移電壓和較高的差模電壓增益。 進(jìn)一步提高電路的性能，幾個(gè)電阻進(jìn)一步提高電路的性能，幾個(gè)電阻R R2 2、R R3 3、R R4 4必須嚴(yán)格匹配。必須嚴(yán)格匹配。4

19、9 電路廣泛應(yīng)用于測量儀表，特別是在測量幾電路廣泛應(yīng)用于測量儀表，特別是在測量幾微伏的微弱信號(hào)時(shí)。如果使用單端輸入的運(yùn)放，微伏的微弱信號(hào)時(shí)。如果使用單端輸入的運(yùn)放，往往無法抑制高頻噪聲干擾。如果使用差動(dòng)運(yùn)放，往往無法抑制高頻噪聲干擾。如果使用差動(dòng)運(yùn)放，通過兩根輸入線相絞合可以抑制噪聲干擾。通過兩根輸入線相絞合可以抑制噪聲干擾。 目前這種儀用放大器已有多種型號(hào)的單片集目前這種儀用放大器已有多種型號(hào)的單片集成電路。成電路。50因存在因存在)()(12IOufuf 采用不同類型的元件采用不同類型的元件1 1和和2 2，可使運(yùn)算電路的，可使運(yùn)算電路的u uO O與與u uI I之間具有不同的運(yùn)算關(guān)系。

20、之間具有不同的運(yùn)算關(guān)系。 存在正函數(shù)型的反相輸入運(yùn)算電路和反函數(shù)型存在正函數(shù)型的反相輸入運(yùn)算電路和反函數(shù)型的反相輸入運(yùn)算電路。的反相輸入運(yùn)算電路。 51 積分、微分互為逆運(yùn)算，其運(yùn)算關(guān)系可通過電容、積分、微分互為逆運(yùn)算，其運(yùn)算關(guān)系可通過電容、電阻作為反饋網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。電阻作為反饋網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。電容上的電壓與電電容上的電壓與電流呈積分關(guān)系流呈積分關(guān)系dtuRCdtiCuuuRuiiiIcocoIRRc11,RRuiuoiRiC52dtuRCdtiCuIco11 1211tudtuRCuotttoCRRuiuoiRiC53輸入正階躍信號(hào)時(shí)輸入正階躍信號(hào)時(shí)輸出為反向積分；輸出為反向積分；輸入負(fù)階躍信號(hào)時(shí)

21、輸入負(fù)階躍信號(hào)時(shí)輸出為正向積分。輸出為正向積分。輸入正弦信號(hào)輸入正弦信號(hào)時(shí)，輸出為余時(shí)，輸出為余弦信號(hào)。弦信號(hào)。54 積分電路的輸出電壓作為電子開關(guān)或其他積分電路的輸出電壓作為電子開關(guān)或其他裝置的輸入控制電壓，可以起延時(shí)作用裝置的輸入控制電壓，可以起延時(shí)作用 。 在模數(shù)轉(zhuǎn)換中，可以把電壓量轉(zhuǎn)換為與之在模數(shù)轉(zhuǎn)換中，可以把電壓量轉(zhuǎn)換為與之成比例的時(shí)間量成比例的時(shí)間量 。 用作波形變換電路，可以把輸入的方波變換用作波形變換電路，可以把輸入的方波變換成三角波成三角波 ，還可使正弦信號(hào)移相。，還可使正弦信號(hào)移相。55 但基本積分電路存在積分飽和、積分漂移的問但基本積分電路存在積分飽和、積分漂移的問題，實(shí)

22、用中常在電容題，實(shí)用中常在電容C上并聯(lián)電阻上并聯(lián)電阻RF以防止低頻信以防止低頻信號(hào)增益過大，并減少漂移影響。號(hào)增益過大，并減少漂移影響。RRCuiuoiRiCR56dtduCiiuuIcRIc57dtduCiiIcRdtduRCRiuIRo58小電阻，限制輸入電流。小電阻，限制輸入電流。限制輸出電壓限制輸出電壓。小電容，起相位補(bǔ)償作用小電容，起相位補(bǔ)償作用。1R21,ZZDD1C微分電路輸入、輸出波形圖微分電路輸入、輸出波形圖輸出電壓與輸入電輸出電壓與輸入電壓的變化率成比例。壓的變化率成比例。59例例8-5 PID參數(shù)調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)器分析分析uO與與uI的運(yùn)算關(guān)系式。的運(yùn)算關(guān)系式。此電路含有比

23、例、積分和微分運(yùn)算，故稱此電路含有比例、積分和微分運(yùn)算，故稱PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器FC11iiidtuCRdtduCRuCCRRuIIIO211221121)(dtiCRiuFFo221dtdtduCRuCRdtduCRuuIIIIO)(1)(11221160IooIuRRuRuRuii12222121, 用積分運(yùn)算電路作反饋回用積分運(yùn)算電路作反饋回路路, ,并保證電路為負(fù)反饋。并保證電路為負(fù)反饋。61dtduRCRRuIo132dtuCRuRRoI3121dtuCRuoo321IouRRu12262SDTDUuSDIiLnUueIiTD,利用了利用了PN結(jié)伏安特結(jié)伏安特性的指數(shù)性的指數(shù)規(guī)律。規(guī)律

24、。RIuLnUuuRuiiSITDoIRD,63RuiiIRCRIuLnUuuSITBEoTBEUuSECeIiiSCTBEIiLnUu實(shí)用電路實(shí)用電路對溫度對溫度敏感敏感64 用兩個(gè)特性相同的晶體管構(gòu)成兩個(gè)對數(shù)電路，用兩個(gè)特性相同的晶體管構(gòu)成兩個(gè)對數(shù)電路，將電路的輸出進(jìn)行減法運(yùn)算，以消除溫度對運(yùn)算精將電路的輸出進(jìn)行減法運(yùn)算，以消除溫度對運(yùn)算精度的影響。度的影響。 65RIuLnUuSITo1RIuLnUuSRTo2RITFooFouulnURRuuRRu1121）（66TIUuSERIBEeIiiuuTIUuSRoeRIRiu對溫度對溫度敏感敏感67 將對數(shù)電路作為反饋回路，在輸入回路中接電

25、將對數(shù)電路作為反饋回路，在輸入回路中接電阻，可實(shí)現(xiàn)反函數(shù)型指數(shù)運(yùn)算電路。阻，可實(shí)現(xiàn)反函數(shù)型指數(shù)運(yùn)算電路。 KuROieURRu)1 (211)必須引入深度負(fù)反饋必須引入深度負(fù)反饋; 2)uO與與uI反相反相 ，uI0。若對數(shù)電路采用前述差動(dòng)若對數(shù)電路采用前述差動(dòng)電路形式，可推導(dǎo)出：電路形式，可推導(dǎo)出：68符號(hào)符號(hào)等效電路等效電路 模擬乘法器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量相乘的非線性模模擬乘法器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量相乘的非線性模擬集成器件。可方便地實(shí)現(xiàn)乘、除、乘方、開方運(yùn)擬集成器件?？煞奖愕貙?shí)現(xiàn)乘、除、乘方、開方運(yùn)算電路。用途十分廣泛。算電路。用途十分廣泛。69 ri1= 、 ri2 = ro=0 k值不隨信號(hào)幅

26、值及頻率變化。值不隨信號(hào)幅值及頻率變化。 無失調(diào)電壓、失調(diào)電流及噪聲影響。無失調(diào)電壓、失調(diào)電流及噪聲影響。YXoukuu （k為乘積系數(shù)，也稱標(biāo)尺因子或乘積增益為乘積系數(shù)，也稱標(biāo)尺因子或乘積增益。）。）70根據(jù)允許輸根據(jù)允許輸入信號(hào)的極入信號(hào)的極性，模擬乘性，模擬乘法器分為：法器分為：單象限、兩單象限、兩象限和四象象限和四象限。限。711 1）利用對數(shù)和指數(shù)電路的乘法電路。）利用對數(shù)和指數(shù)電路的乘法電路。2 2）“變跨導(dǎo)式變跨導(dǎo)式”模擬乘法電路模擬乘法電路 。72利用對數(shù)和指數(shù)電路的乘法運(yùn)算的框圖為：利用對數(shù)和指數(shù)電路的乘法運(yùn)算的框圖為：7374RIuLnUuRIuLnUuSIToSITo22

27、11,RIuueRIuSIIUuSoTo213實(shí)現(xiàn)了乘實(shí)現(xiàn)了乘法運(yùn)算法運(yùn)算221213RIuuLnUuuuSIITooo75 變跨導(dǎo)型模擬乘法電路是在帶恒流源的差動(dòng)放大變跨導(dǎo)型模擬乘法電路是在帶恒流源的差動(dòng)放大電路的基礎(chǔ)上形成的。和第電路的基礎(chǔ)上形成的。和第4章差分放大電路的區(qū)別章差分放大電路的區(qū)別在于電流源在于電流源I受輸入電壓受輸入電壓uY 的控制。的控制。 電路由電路由uY 控制電流源電流控制電流源電流I, 兩者的比值具有電導(dǎo)量綱，故稱兩者的比值具有電導(dǎo)量綱，故稱為變跨導(dǎo)式模擬乘法器?？梢宰C為變跨導(dǎo)式模擬乘法器?？梢宰C明：明：YXOuKuu uX可正可負(fù)，可正可負(fù)，uY必須必須大于零，為

28、兩象限模擬乘法器。大于零，為兩象限模擬乘法器。76uX和和uY都采用都采用差動(dòng)形式。差動(dòng)形式。77 模擬乘法電路除了能夠?qū)崿F(xiàn)模擬信號(hào)的乘法運(yùn)模擬乘法電路除了能夠?qū)崿F(xiàn)模擬信號(hào)的乘法運(yùn)算外，還可以和集成運(yùn)放相結(jié)合，加上其它電路一算外，還可以和集成運(yùn)放相結(jié)合，加上其它電路一起構(gòu)成起構(gòu)成除法、求平方、開方和求方均根除法、求平方、開方和求方均根等運(yùn)算電路。等運(yùn)算電路。 在構(gòu)成運(yùn)算電路時(shí)，集成運(yùn)放必須引入負(fù)反饋。在構(gòu)成運(yùn)算電路時(shí)，集成運(yùn)放必須引入負(fù)反饋。 78tuuimI sin )2cos1(2sin222tuktkuuimimO 若若則則加隔直電容可以得到純交流二倍頻電壓。加隔直電容可以得到純交流二倍頻電壓。7980對數(shù)運(yùn)算電路對數(shù)運(yùn)算電路 IOukuln11 IOuNkkuln212 NkkIOuku213 模擬乘法電路模擬乘法電路 指數(shù)運(yùn)算電路指數(shù)運(yùn)算電路 Vk10如果1121 . 0Vk2N，就實(shí)現(xiàn)了乘方運(yùn)算。，就實(shí)現(xiàn)了乘方運(yùn)算。 為減少誤差積累，在實(shí)現(xiàn)高次冪的乘方運(yùn)算為減少誤差積累，在實(shí)現(xiàn)高次冪的乘方運(yùn)算時(shí)，常采用由模擬乘法器、集成對數(shù)運(yùn)算電路和時(shí)，常采用由模擬乘法器、集成