清華模電數(shù)電課件第18講信號的運算.ppt

第十八講信號的運算 一 概述 二 比例運算電路 三 加減運算電路 四 積分運算電路和微分運算電路 一 概述1 電子系統(tǒng)簡介 傳感器接收器 隔離 濾波放大 阻抗變換 運算 轉(zhuǎn)換 比較 功率放大 第七章 第八章 第九章 信號的產(chǎn)生 電子信息系統(tǒng)的供電電源 第十章 2 理想運放的參數(shù)特點 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 因為uO為有限值 Aod 所以uN uP 0 即uN uP 虛短路 因為rid 所以iN iP 0 虛斷路 電路特征 引入電壓負反饋 無源網(wǎng)絡(luò) 3 集成運放的線性工作區(qū)uO Aod uP uN 4 研究的問題 1 什么是運算電路 運算電路的輸出電壓是輸入電壓某種運算的結(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 1 識別電路 2 求解運算關(guān)系式 5 學(xué)習運算電路的基本要求 二 比例運算電路1 反相輸入 電路引入了哪種組態(tài)的負反饋 電路的輸入電阻為多少 3 R 為什么 4 若要Ri 100k 比例系數(shù)為 100 R 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N T形反饋網(wǎng)絡(luò)反相比例運算電路 利用R4中有較大電流來獲得較大數(shù)值的比例系數(shù) 運算關(guān)系的分析方法 節(jié)點電流法 2 同相輸入 同相輸入比例運算電路的特例 電壓跟隨器 討論一 電路如圖所示 已知uO 55uI 參數(shù)如圖所示 試求出R5的值 并說明若uI與地接反 則輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系將產(chǎn)生什么變化 三 加減運算電路1 反相求和 方法一 節(jié)點電流法 1 反相求和 方法二 利用疊加原理首先求解每個輸入信號單獨作用時的輸出電壓 然后將所有結(jié)果相加 即得到所有輸入信號同時作用時的輸出電壓 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單獨作用時的輸出電壓 在求解運算電路時 應(yīng)選擇合適的方法 使運算結(jié)果簡單明了 易于計算 同理可得 uI2 uI3單獨作用時的uO2 uO3 形式與uO1相同 uO uO1 uO2 uO3 物理意義清楚 計算麻煩 2 同相求和設(shè)R1 R2 R3 R4 R Rf 與反相求和運算電路的結(jié)果差一負號 必不可少嗎 3 加減運算利用求和運算電路的分析結(jié)果 設(shè)R1 R2 Rf R3 R4 R5 實現(xiàn)了差分放大電路 討論二 設(shè)計一個運算電路 要求輸出電壓和輸入電壓的運算關(guān)系式為uO 10uI1 5uI2 4uI3 四 積分運算電路和微分運算電路1 積分運算電路 移相 利用積分運算的基本關(guān)系實現(xiàn)不同的功能 1 輸入為階躍信號時的輸出電壓波形 2 輸入為方波時的輸出電壓波形 3 輸入為正弦波時的輸出電壓波形 線性積分 波形變換 2 微分運算電路