第八章 节 信号的运算和处理电路 .ppt

第八章 信号的运算和处理电路 理想运放的理想参数： 开环增益：AVO = ?； 输入电阻：ri =?； 输出电阻：ro = 0； 开环通频带：BW = ?； 共模抑制比：KCMR = ?； 理想运放工作在线性区的两个重要法则： ? iI = 0 ? v+ = v– v0为有限值，Av0=? v– v+ – + vo iI 图8－1 ?v+ = v–=0 §8.1 基本运算电路 一、反相放大器（反相比例放大器） vs – vo i1 Rf R1 R2 图8－2 ? iI = 0 ? v+ = 0 ? v+ =v– ? v– = 0 又? iI = 0 ? i1 = if R2：平衡电阻。 R2 = R1 // Rf 若R1 = Rf vo = –vs 此为反相器。 iI + if 三、加法电路 vs2 + – vo i1 Rf R1 图8－5 if vs1 i2 ? v– = 0 iI = 0 ? i1 + i2 = if ? 若 R1= R2 = Rf 则vo = –(vs1 + vs2) ? 若在输出端加一级反相器，则vo = vs1 + vs2 四、减法电路 1. 利用反相求和以实现减法运算 + – vo i1 Rf1 R1 图8－6 vs1 R2 + – Rf2 R2 vs2 v01 ?代入? ? ? ? 若R2 = Rf2 vo = vs1 – vs2 ?若R1= Rf1 2. 利用差动式电路以实现减法运算 ? + – R3 R2 vs2 vs1 R1 Rf vo 解方程组得 ? ? ? 上式中，若取 ? 此电路存在共模信号 ，应选KCMR高的电路；而利用反相求和实现的减法器，电路中无共模信号。 五、积分电路 i1 = if + – R vs vo C i1 图8－8 if 若vs为阶跃电压，则： ? 电容以恒流方式 充电，vo与t成正比 ? 当t=RC时，vo = –Vs ? vo的值受最大输出电压的限制 t vs Vs t –vo Vs 图8－9 六、微分电路 i1 = if + – R vs vo C i1 if 图8－10 ? 当vs为阶跃电压，由于信号源总有内阻，t=0时，电容上压降vo= 0。充电电流很大， –vo亦很大， 由于充电时间常数 ?=rc很小，充电电流很快降为0，–vo亦很快为0，如图8－11 t Vs vs t –vo Vs 图8－11 ? 此电路对高频噪声敏感 噪声为高频谐波，设为vs=sin?t 严重时输出噪声会淹没有用信号 vo正比于?，频率越高，噪声越大， 例8－1 下图中A为理想运放，求vi=0.3V时v0的值。 解： v+ = v– =0.2V ? vo= vM +0.04 R3 = 0.4+0.04?10 = 0.8V + – R2 vo iR2 10k? 20k? R4 iR4 R1 R5 R6 10k? 20k? 0.3V vi R3 10k? 10K M 例8－2 下图所示电路中，假设各运放具有理想特性。 (1) 指出A1、A2、A3各组成什么电路； (2) 写出v01、v02、v03的表达式。 + – R3 + – + – A3 A2 A1 10k? vi vo3 10k? R4 R5 10k? 10k? R1 R2 10k? vo2 vo1 解： (1) A1：电压跟随器； A2：反相求和电路； A3：同相比例放大器。 (2) vo1 = vi 例8－3 求下图所示电路的电压放大倍数 设A1、A2都是理想运算放大器。 + – 10k? – + A1 A2 10k? 100k? 100k? 10k? 10k? 100k? vi1 vi2 vo vo1 解：对于A2 ：vo1 = vo 对于A1 ： v+ = v– vo = 10(vi2 –vi1) 例8－4 由运放组成的晶体管?测量电路如下图，假设运放具有理想特性，晶体管的VBE=0.7V. (1) 求出晶体管c、b、e各极的电位； (2) 若电压表读数为200mV，求被测量晶体管的?值。 + – – + A1 A2 6k? 10k? v1 R2 c e b R3 10k? R1 v2 (+6V) (+12V) V 电压表 解：(1) vC = 6V vB = 0V vE = – 0.7V (2) 例8－5 下图电路中， A1、A2 、A3均为理想运放 , R3C =1ms. vi1=0.1V, vi2=0.3V 为直流输入电压，在 t = 0时加入。 (1) 求vo1，vo2，vo3； (2) 若t=0时电容上C上的初始电压uC(o)=0，问需经多久时间使uo4=5V？ + – – + R2 R3 R1 vo