模拟电子技术基础 第5章 信号的运算测量与处理电路.ppt

文档介绍：Chapter 5信号的运算、测量与处理电路
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集成运放与外部不同形式的反馈电路相配合,可以实现输入量与输出量之间的各种特定函数关系,即可完成对信号的运算、处理、变换等模拟功能。
集成运放的基本应用可分为:
线性应用
非线性应用
线性应用:外加深度负反馈电路,使运放工作在线性区,可构成模拟运算电路、滤波电路等。分析时采用虚短、虚断的概念。
非线性应用:开环或引入正反馈,使运放工作在非线性区,可构成比较器、波形发生电路等,此时运放表现出开关特性。
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基本运算电路
对数、指数与乘法运算电路
电压电流转换器
信号测量与放大电路
有源滤波器
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§ 基本运算电路
比例运算
求和运算
微分运算
积分运算
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+Uim
Uim
uid/mV
uo/V
+Uom
Uom
0
实际运放
理想运放
运放的特性及分析依据(回顾)
(1)u+= u-
虚短
(2)i+= i-=0
虚断
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分析思路:(灵活应用虚短、虚断求uo = f( ui ) )
(1)标出u+,u-及其它需要的u,i;
(2)由虚断和KCL计算
(3)由虚短u+=u-
(4)联解上述三个方程求出:uo = f( ui )
(消去u+,u-)
u+ = f(ui,uo)
u- = f(ui,uo)
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比例运算电路
根据输入信号接法不同,比例运算电路有三种基本形式:反相输入、同相输入及差分输入比例电路。
1、反相比例运算电路
虚地
输入电阻:
输出电阻:
联解得出
虚断i-=0,则:
虚断i+=0,则:u+=0
虚短u+=u-=0
输出与负载没关系,
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结论:
1)加在集成运放输入端的共模输入电压为零。
2)电路实现反相比例运算。
当Rf=R1时,Auf= 1,称单位增益反相器。
3)电路的输入电阻不大,输出电阻为零。
为使运放的两个输入端对地的电阻对称和平衡,取R2=R1//Rf
但是对于一个实际运放来说,在应用中必须接一个平衡电阻。
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2、同相比例运算电路
根据虚短和虚断的特点
输入电阻:
输出电阻:
Auf≥1
联解得出
虚断i-=0,则:
虚断i+=0,则:u+=ui
虚短u+=u-=ui
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结论:
1)同相比例运算电路有
u+=u=ui
不存在虚地现象,在选用集成运放时要考虑输入端可能有较高的共模输入电压。
2)电路实现同相比例运算。
当Rf=0,R1=∞时,Auf= 1,称电压跟随器。
3)电路的输入电阻无穷大,输出电阻为零。
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