第21講信號的運(yùn)算

2.理想運(yùn)放的參數(shù)特點(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uN－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)3.集成運(yùn)放的線性工作區(qū)

uO＝Aod(uP－uN)第二十一講信號的運(yùn)算4.研究的問題（1）什么是運(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）識別電路。（2）求解運(yùn)算關(guān)系式。5、學(xué)習(xí)運(yùn)算電路的基本要求二、比例運(yùn)算電路

1.反相輸入電路引入了哪種組態(tài)的負(fù)反饋？電路的輸入電阻為多少？3)R’＝？為什么？4)若要Ri＝100kΩ，比例系數(shù)為－100，R1＝？Rf＝？Rf太大，噪聲大。如何利用相對小的電阻獲得－100的比例系數(shù)？+_iN=iP=0，uN=uP=0－－虛地在節(jié)點(diǎn)N：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)。運(yùn)算關(guān)系的分析方法：節(jié)點(diǎn)電流法2.同相輸入電路引入了哪種組態(tài)的負(fù)反饋？輸入電阻為多少？電阻R’＝？為什么？共模抑制比KCMR≠∞時(shí)會影響運(yùn)算精度嗎？為什么？同相輸入比例運(yùn)算電路的特例：電壓跟隨器三、加減運(yùn)算電路

1.反相求和方法一：節(jié)點(diǎn)電流法1.反相求和方法二：利用疊加原理

首先求解每個(gè)輸入信號單獨(dú)作用時(shí)的輸出電壓，然后將所有結(jié)果相加，即得到所有輸入信號同時(shí)作用時(shí)的輸出電壓。2.

同相求和設(shè)R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf利用疊加原理求解：令uI2=uI3=0，求uI1單獨(dú)作用時(shí)的輸出電壓

在求解運(yùn)算電路時(shí)，應(yīng)選擇合適的方法，使運(yùn)算結(jié)果簡單明了，易于計(jì)算。同理可得，

uI2、uI3單獨(dú)作用時(shí)的uO2、uO3，形式與uO1相同，uO=uO1+uO2+uO3。物理意義清楚，計(jì)算麻煩！2.

同相求和設(shè)R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf與反相求和運(yùn)算電路的結(jié)果差一負(fù)號必不可少嗎？3.

加減運(yùn)算利用求和運(yùn)算電路的分析結(jié)果設(shè)R1∥R2∥Rf＝R3∥R4∥R5若R1∥R2∥Rf≠R3∥R4∥R5，uO＝?實(shí)現(xiàn)了差分放大電路四、積分運(yùn)算電路和微分運(yùn)算電路

1.

積分運(yùn)算電路移相利用積分運(yùn)算的基本關(guān)系實(shí)現(xiàn)不同的功能1)輸入為階躍信號時(shí)的輸出電壓波形？2)輸入為方波時(shí)的輸出電壓波形？3)輸入為正弦波時(shí)的輸出電壓波形？線性積分，延時(shí)波形變換2.微分運(yùn)算電路

為了克服集成運(yùn)放的阻塞現(xiàn)象和自激振蕩，實(shí)用電路應(yīng)采取措施。限制輸入電流限制輸出電壓幅值滯后補(bǔ)償對輸入電壓的極性和幅值有何要求？五、對數(shù)運(yùn)算電路和指數(shù)運(yùn)算電路1.對數(shù)運(yùn)算利用PN結(jié)端電壓與電流的關(guān)系運(yùn)算精度受溫度的影響。為擴(kuò)大輸入電壓的動態(tài)范圍，實(shí)用電路中常用三極管取代二極管。五、對數(shù)運(yùn)算電路和指數(shù)運(yùn)算電路1.對數(shù)運(yùn)算對輸入電壓的極性和幅值有何要求？2.指數(shù)運(yùn)算電路3.乘法、除法運(yùn)算電路討論一：求解圖示各電路討論二：求解圖示各電路1)標(biāo)出集成運(yùn)放的“＋”和“－”；2)求解uO=f(uI)=?+_+_清華大學(xué)華成英hchya@3.波特圖為了在同一坐標(biāo)系中表示寬的頻率變化范圍，在畫頻率特性曲線時(shí)，常采用對數(shù)坐標(biāo)。波特圖的表示方法：幅頻特性的橫軸采用對數(shù)坐標(biāo)(lgf)，縱軸采用對數(shù)坐標(biāo)(20lg|Au|)，單位是分貝(dB)。相頻特性的橫軸采用對數(shù)坐標(biāo)(lgf)，縱軸采用原坐標(biāo)(φ)。第二十二講濾波電路總結(jié)：電路的截止頻率取決于電容所在的回路的時(shí)間常數(shù)。當(dāng)電路的頻率等于fL或fH時(shí)，電路的增益下降3dB，且產(chǎn)生45度的相移。在近似分析中，可以用折線化的近似波特圖表示電路的頻率特性?？蛰d時(shí)帶負(fù)載時(shí)三.有源濾波電路負(fù)載變化，通帶放大倍數(shù)和截止頻率均變化。無源濾波電路存在什么問題？

無源濾波電路的濾波參數(shù)隨負(fù)載變化；有源濾波電路的濾波參數(shù)不隨負(fù)載變化，可放大，不能輸出高電壓大電流。什么是有源濾波電路？

用電壓跟隨器隔離濾波電路與負(fù)載電阻1.低通濾波器

1)同相輸入

對于LPF，頻率趨于0時(shí)的放大倍數(shù)即為通帶放大倍數(shù)。求解傳遞函數(shù)時(shí)，只需將放大倍數(shù)中的jω用s

取代即可。一階LPF經(jīng)拉氏變換得傳遞函數(shù)頻率趨于0時(shí)的放大倍數(shù)為通帶放大倍數(shù)決定于RC環(huán)節(jié)表明進(jìn)入高頻段的下降速率為－20dB/十倍頻（1）一階電路1.同相輸入

（1）一階電路：幅頻特性

為了使過渡帶變窄，需采用多階濾波器，即增加RC環(huán)節(jié)。在Au(s)表達(dá)式分母中s的方次就是濾波器的階數(shù)。2.反相輸入低通濾波器積分運(yùn)算電路的傳遞函數(shù)為加R2后，f→0，C斷開，通帶放大倍數(shù)，三、高通、帶通、帶阻有源濾波器

1.高通濾波器（HPF）

與L