電子科大模電李朝海課件2

第七章信號(hào)的運(yùn)算和處理§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路（重點(diǎn)）

Aod、rid、fH均為無窮大，ro、失調(diào)電壓及其溫漂、失調(diào)電流及其溫漂、噪聲均為0。

因?yàn)閡O為有限值，Aod＝∞，所以u(píng)N－uP＝0，即

uN＝uP…………虛短路因?yàn)閞id＝∞，所以

iN＝iP＝0………虛斷路電路特征：引入電壓負(fù)反饋。無源網(wǎng)絡(luò)2.集成運(yùn)放的線性工作區(qū):uO＝Aod(uP－uN)1.理想運(yùn)放的參數(shù)特點(diǎn)§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路一、概述3.研究的問題（1）運(yùn)算電路：運(yùn)算電路的輸出電壓是輸入電壓某種運(yùn)算的結(jié)果，如加、減、乘、除、乘方、開方、積分、微分、對(duì)數(shù)、指數(shù)等。（2）描述方法：運(yùn)算關(guān)系式uO＝f(uI)（3）分析方法：“虛短”和“虛斷”是基本出發(fā)點(diǎn)。（1）識(shí)別電路；（2）掌握輸出電壓和輸入電壓運(yùn)算關(guān)系式的求解方法。4、學(xué)習(xí)運(yùn)算電路的基本要求§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路一、概述電路引入了哪種組態(tài)的負(fù)反饋？+_iN=iP=0，uN=uP=0－－虛地在節(jié)點(diǎn)N：1.反相比例運(yùn)算電路§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路二、比例運(yùn)算電路輸入輸出電阻：電壓并聯(lián)負(fù)反饋補(bǔ)償電阻R'保證輸入級(jí)差分電路的對(duì)稱性1.反相比例運(yùn)算電路§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路二、比例運(yùn)算電路補(bǔ)償電阻R'的選擇：應(yīng)使運(yùn)放兩個(gè)輸入端對(duì)地的直流電阻相等，即：保證ui=0時(shí)，uo=0使實(shí)際運(yùn)放偏置電流在兩個(gè)輸入端產(chǎn)生的電壓相同，從而可消除偏置電流及其溫漂的差模輸出。ui=0uo=0故：補(bǔ)償電阻Rf太大，噪聲大。如何利用相對(duì)小的電阻獲得－100的比例系數(shù)？若要Ri＝100kΩ，比例系數(shù)為－100，Rf＝？R'＝？T形反饋網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路利用R4中有較大電流來獲得較大數(shù)值的比例系數(shù)?！?.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路二、比例運(yùn)算電路電路引入了哪種組態(tài)的負(fù)反饋？輸入、輸出電阻為多少？電阻R'＝？共模抑制比KCMR≠∞時(shí)會(huì)影響運(yùn)算精度嗎？為什么？2、同相比例運(yùn)算電路§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路二、比例運(yùn)算電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻：∞；輸出電阻為0R'=R//Rf會(huì)，有共模輸出§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路二、比例運(yùn)算電路故有很好的隔離作用R1u+Rfuo可以推廣到：同相輸入比例運(yùn)算電路的特例3、電壓跟隨器方法一：節(jié)點(diǎn)電流法1.反相求和§7.1集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路三、加減運(yùn)算電路1.刪反扎相求喝和方法臟二：利用科疊加蝦原理首先帖求解脂每個(gè)慚輸入情信號(hào)閃單獨(dú)斗作用煙時(shí)的挎輸出纏電壓駁，然脊后將終所有碌結(jié)果奏相加談，即張得到持所有潔輸入拉信號(hào)翠同時(shí)愉作用鍛時(shí)的睬輸出倍電壓愿。三、額加減蒼運(yùn)算插電路2.奸同推相求味和運(yùn)類算電制路例：結(jié)論捧：東此種甲電路斯形式和，在昏滿足Rp=Rn條件勤下有礙：三、絡(luò)加減昆運(yùn)算層電路滿足Rp=Rn條件恭，即裁：2.診同邀相求仆和運(yùn)想算電須路三、練加減撤運(yùn)算鋪電路此種看電路盡形式積，在棟滿足Rp=Rn條件沉下有極：設(shè)R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf利用馳疊加幫原理版求解馬：令uI2=uI3=0椒，求uI1單獨(dú)垂作用膠時(shí)的蜘輸出肉電壓在求間解運(yùn)息算電暗路時(shí)慮，應(yīng)墊選擇掏合適頃的方憲法，掙使運(yùn)矩算結(jié)御果簡(jiǎn)給單明屠了，獸易于級(jí)計(jì)算嫌。同理渡可得皂，uI2、uI3單獨(dú)擦作用沈時(shí)的uO2、uO3，形腳式與uO1相同林，uO=uO1+uO2+uO3。2.親同宣相求譽(yù)和運(yùn)肢算電粒路三、員加減慎運(yùn)算制電路必不含可少炮嗎？2.療同榆相求絡(luò)和運(yùn)挑算電宅路設(shè)R1∥蒸R2∥婚R3∥吧R4＝晉R∥希Rf如果R1∥吊R2∥謠R3＝吃R∥謹(jǐn)Rf，則略可以胡省去R4三、儉加減子運(yùn)算繞電路3.加減遇運(yùn)算設(shè)R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5若R1∥R2∥Rf≠R3∥R4∥R5，uO＝?實(shí)現(xiàn)睬了差究分放狹大電使路§7臣.1鬧集成指運(yùn)放厘組成瘡的運(yùn)湊算電感路儀表酬放大監(jiān)器（張教材P3逮80的圖饞）三、泄加減午運(yùn)算綠電路用理梅想運(yùn)茄放分財(cái)析方閉法導(dǎo)殺出輸毅出與抹輸入拆的關(guān)轟系式耗，并碧說明嗚電路噸的功巧能。R2R1u1u2R1uoRfRRfR儀表撤放大燙器（普教材P3來80的圖孔）Rgu1u2uoR3R2R3R2R1R1例：債已知R3=2R2，要計(jì)求差撈模電撲壓增檔益在5-述50哨0之間錦可調(diào)周，求炒電阻Rg的變艦化范只圍（類用電吩阻R1表示辦）;三、奪加減公運(yùn)算扎電路（1誼）組案成哪裹種基鴉本運(yùn)非算電趕路？雙與用技一個(gè)酸運(yùn)放鞋組成斃的完宗成同芹樣運(yùn)佛算的姑電路供的主妙要區(qū)昏別是跳什么勻？（2餅）為遲什么舉在求碎解第波一級(jí)微電路更的運(yùn)呢算關(guān)疲系時(shí)似可以援不考披慮第乎二級(jí)么電路態(tài)對(duì)它滾的影喇響？討論足：電套路如踐圖所燃示三、暫加減滔運(yùn)算斑電路討論監(jiān)：求皂解圖煩示電終路所以討論短：求修解圖黃示電波路則例：草故障改分析年：電過路如夾圖所鉆示。匠已知顛理想污運(yùn)放聯(lián)，其錦輸出所電壓遵的最顛大幅字值為話±1生4V境；輸邊入電疊壓為ui=1蹲V。填空使：正常嚴(yán)工作財(cái)時(shí)uo1=V，uo2=V，uo=V；若R1短路斬，則uo=V；洋若R1開路亡，則uo=V；趨若R4短路鼻，則uo=V；膠若R4開路積，則uo=V。112822-1編121125四、疫積分虧運(yùn)算觸電路幣和微丟分運(yùn)薦算電猛路1.奧積斬分運(yùn)匠算電家路積分可、微刺分運(yùn)蛇算利扛用電殊容的VC瘋R特性鳴：移相利用喘積分船運(yùn)算魄的基捷本關(guān)林系實(shí)膏現(xiàn)不困同的擱功能1)受輸巡壽入為徒階躍蒼信號(hào)描時(shí)的強(qiáng)輸出擦電壓剃波形延？2)刪輸桂入為螞方波鉗時(shí)的單輸出途電壓該波形蔬？3)程輸丸入為粒正弦竟波時(shí)悠的輸罷出電眾壓波法形？線性查積分娛，延使時(shí)波形爬變換四、留積分誘運(yùn)算鉤電路扁和微盟分運(yùn)店算電節(jié)路為了博克服蘭集成城運(yùn)放泰的阻唉塞現(xiàn)襖象和蓄自激點(diǎn)振蕩倍，實(shí)騾用電靠路應(yīng)梨采取抖措施缺。限制釣輸入尋電流滯后緒補(bǔ)償限制刊輸出敗電壓蠟幅值虛地運(yùn)放由于某種原因進(jìn)入非線性區(qū)而不能自動(dòng)恢復(fù)的現(xiàn)象四、距積分貼運(yùn)算會(huì)電路駝和微澇分運(yùn)江算電解路2.寧微分運(yùn)翠算電避路對(duì)輸旱入電真壓的姑極性脫和幅抗值有何何要紫求？1.蓋對(duì)吵數(shù)運(yùn)癢算實(shí)用筑電路啄中常煮常采蹦取措蜜施消符除IS對(duì)運(yùn)閱算關(guān)抹系的健影響利用遲PN割結(jié)端隨電壓憤與電淘流的疤關(guān)系實(shí)際稀極性ICM限制蛙其值五、吳對(duì)數(shù)金運(yùn)算鉤電路散和指或數(shù)運(yùn)棋算電去路對(duì)輸廣入電速壓的勉極性命和幅塵值有扭何要厚求？2.她指麥數(shù)運(yùn)魚算電酬路五、貨對(duì)數(shù)夜運(yùn)算箏電路棗和指報(bào)數(shù)運(yùn)諷算電約路集成圣運(yùn)算光放大旗器例:默(弓北京污大學(xué)建研究曠生入拾學(xué)試杰題)用理暢想運(yùn)報(bào)放實(shí)奔現(xiàn)以兵下運(yùn)顧算電穗路，運(yùn)要求級(jí)畫出推電路轉(zhuǎn)原理遺圖，茅必要價(jià)時(shí)，頑給出旗元件洪數(shù)值駁。解：攤(1酬)vo=vi,墻可用傷電壓栽跟隨挎器實(shí)灘現(xiàn)，幣電路禽圖如仍圖所權(quán)示:vivo集成切運(yùn)算撓放大壇器解:可用誓典型訊減法塌電路頑實(shí)現(xiàn)胞，如姐圖所衡示：v1voR2R3Rfv2R1當(dāng)：有：則：又：集成婦運(yùn)算聞放大紋器解:RRvov3v1v2RRPC可綜港合加獲法電差路和眨積分策電路括的設(shè)殃計(jì)思除想實(shí)手現(xiàn)，著其電她路圖冬如圖文所示致。集成片運(yùn)算霜放大港器例:杏(鐘東南錦大學(xué)霞研究載生入鉆學(xué)試霞題)電路蓮如圖垂所示河，設(shè)沸A1低、A砌2為浮理想巡壽運(yùn)放避，試烏求輸羊出電溫壓與娃輸入鐵電壓蜂之間閃的函新數(shù)關(guān)斗系。各電層流值敘為：解：欣電路現(xiàn)中A費(fèi)1、膝A2剝?yōu)槔黹W想運(yùn)附放，伯滿足精條件集成蔥運(yùn)算萍放大鹿器I1I4I5I3I2集成射運(yùn)算丈放大未器例7擋:宮(北火京理復(fù)工大養(yǎng)學(xué)研頑究生戲入學(xué)恢試題梳)如圖寒所示陣電路媽,景運(yùn)算減放大號(hào)器都漲是理蠢想器漆件,撿電纏容C亞上的五初始居電壓殃為零物?？忧髶疲篤o(t知)與Vi(t幻玉)的掃關(guān)系督表達(dá)朗式。因理寇想運(yùn)施算放套大器錢滿足帖V+=V-，于爬是有腫：解：唯積分慶電路斗有：即：集成恨運(yùn)算磚放大暮器1.睡濾薪波使指隆定頻洪段的江信號(hào)閥順利霸通過頃，其沒它頻筍率的桌信號(hào)胖被衰化減。2.再濾妖波電甲路的扎種類低通浩濾波弊器（燃LP賭F）通帶撇放大碧倍數(shù)通帶煉截止請(qǐng)頻率理想值幅頻蘋特性無過棟渡帶一、纏概述用幅頻特性描述濾波特性，要研究

、(fP、下降速率)?！?還.3鳥有蒜源濾險(xiǎn)波電掙路（段不講碑）下降赴速率高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF））全通濾波器（APF））理想慶濾波阻器的膀幅頻霉特性阻容曠耦合選頻無電路抗已治知頻賠率的魂干擾f-張φ轉(zhuǎn)換一、云概述空載時(shí)帶負(fù)載時(shí)3.錄無患源濾印波電港路和急有源捉濾波覺電路負(fù)載譽(yù)變化往，通罩帶放欺大倍崇數(shù)和強(qiáng)截止李頻率砍均變變化。一、煩概述無源盆濾波科電路掉的濾遷波參抵?jǐn)?shù)隨造負(fù)載俯變化巷；有堪源濾枕波電喪路的錫濾波嗚參數(shù)可以陣不隨負(fù)載勝變化悅，還尤可以釋有放記大。無源狠濾波死電路變可用蒼于高速電壓融大電只流，美如直光流電穿源中淡的濾似波電蘇路；陽有源翅濾波依電路模是信盈號(hào)處牧理電沸路，方其輸竹出電霸壓和抖電流默的大漿小受幣有源翻元件碗自身勾參數(shù)艦和供菠電電脆源的痛限制看。有源館濾波殃電路用電位壓跟棵隨器絨隔離嫌濾波距電路趁與負(fù)澆載電腹阻一、罰概述二、僻低通賢濾波藝器求解宴傳遞露函數(shù)雄時(shí)，旋只需慎將放亮大倍訓(xùn)數(shù)中讓的把jω用s取代蛙即可薦；s的方壞次稱膏為階室數(shù)。頻率日趨于薯0時(shí)特的放輩大倍現(xiàn)數(shù)為梢通帶刺放大憲倍數(shù)決定債于RC環(huán)節(jié)表明則進(jìn)入另高頻咳段的僑下降杏速率暗為－2下0d織B/伐十倍纖頻（1亂）一駕階電施路1.目同皂相輸嗎入經(jīng)拉李氏變偵換得迷電路則的傳遞批函數(shù)：一階宴電路§7糧.3披有融源濾城波電棕路1.農(nóng)同怪相輸默入意（1蝕）一記階電好路：獎(jiǎng)幅頻訊特性為了桶使過摩渡帶博變窄麥，需雙采用愿多階細(xì)濾波樹器，范即增根加RC環(huán)節(jié)糟。二、簽低通械濾波戰(zhàn)器（2板）簡(jiǎn)奏單二軌階L鑒PF截止藥頻率fp≈定0.黎37f0分析村方法源：電墓路引培入了塞負(fù)反政饋，販具有喪“虛麥短”服和“材虛斷耗”的塑特點(diǎn)劈燕利用冊(cè)節(jié)點(diǎn)肯電流孤法求擦解輸描出電良?jí)号c貪輸入濤電壓田的關(guān)瓜系。C1=C2二、趁低通權(quán)濾波惕器（3農(nóng)）壓秘控電棚壓源濾二階晃LP耽F引入仍正反慶饋為使fp=f0，且左在f=f0時(shí)幅堪頻特綁性按捕－4悄0d驗(yàn)B/兼十倍薯頻下段降。f→0很時(shí)，C1斷路飛，正銅反饋量斷開扔，放態(tài)大倍脾數(shù)為濾通帶欣放大鞏倍數(shù)甚。f→∞任，C2短路橡，正瓦反饋閃不起暢作用紅，放嫂大倍陡數(shù)→途0叮。因而訂有可最能在f=f0時(shí)放旨大倍貸數(shù)等普于或孔大于敲通帶允放大跟倍數(shù)巡壽。對(duì)捉于不陵同頻蛾率的維信號(hào)功正反銀饋的楚強(qiáng)弱茫不同須。C1=C2二、宏低通漠濾波鋪器列P罷、M潑點(diǎn)的蔑節(jié)點(diǎn)趴電流左方程玩，整劣理可板得：二、辱低通盈濾波死器（3歲）壓艷控電甩壓源課二階嗎LP串F2.口反相張輸入殲低通叨濾波法器積分形運(yùn)算沖電路更的