电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

武汉理工大学模电课件09运放电信

68页
  • 卖家[上传人]:F****n
  • 文档编号:88214596
  • 上传时间:2019-04-21
  • 文档格式:PPT
  • 文档大小:3.94MB
  • / 68 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 1、 9.1 概述,9 信号的运算与处理电路, 9.2 运算电路,基本要求: 1 掌握“虚短”和“虚断”下,分析基本线性运算电路的分析求解 2 了解滤波器的分类、应用 3 掌握电压比较器的工作原理及电路分析,作业P258:1(8.2.1)、2(2.2)、4(2.4)、7(2.7)8d(2.8d)、13(2.12),22(8.6.2)、23(6.3)、25(6.5), 9.3 有源滤波器, 9.4 电压比较器,9.5 集成运算放大器应用中应注意问题,9.1.1 理想运放参数,(b)国内外常用符号, 9.1 概述,(a)国标符号,A,开环电压增益: Avo=, (105 很高),输入电阻: Ri = , (106 很大),输出电阻: ro =0 (100 很小),开环带宽BW= , (实际中很少),KCMR= 。,vP=vN ,vO0,失调电压为零;,越大越好的参数为,越小越好的参数为0。,9.1.2 运放的线性工作状态-虚短和虚断,又 Ri = , (106 很大), ii 0 ,即:虚断,利用“虚短”和“虚断”,可以简化运算放大器电路的分析过程。, vPvN ,即:虚短;,vOAvo(vP

      2、vN) 而, -VCC vO VCC ),开环电压增益: Avo=,1)运算放大器为理想运放:Aod、 rid 等均为,ro等均为0。,满足:uNuP,虚短;,iNiP0,虚断,3)电路构成:引入电压负反馈。,无源网络,2) 工作于线性放大区: uOAod(uP uN),线性应用时运算放大电路的工作条件,(2)滤波电路:低通、高通、带通等; 描述方法:运分析传递函数:,线性应用:(1)运算电路:加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数等; 描述方法:运算关系式 uOf (uI),(3)分析方法:利用“虚短”和“虚断”列相关节点电流方程。,9.1.2 运放的线性工作状态-虚短和虚断,9.1.3 运算放大器的非线性工作状态,一般,在线性工作区, |vP-vN|1mV。若超过该值,运放可能工作于非线性区,或已经损坏。,当集成运放开环或正反馈时,工作于非线性区,差模增益趋于无穷大,当vNvP时,vo为正的最大值或负的最大值。,理想运放工作在非线性区的特点:,1) 净输入电流为0 2) uP uN时, uOUOM uP uN时, uOUOM,运算放大器的非线性工作状态的应用:比较器电路。,9.2.

      3、1 运算放大器的三种输入方式,1) 反相输入方式(反相比例运算),9.2 运算电路,根据虚短和虚断的概念有 vn vp 0 (虚地), ii0,所以 i1i2,即,电路构成电压并联负反馈,,为提高精度,一般接入匹配电阻,输入阻抗匹配同相、反相端对地电阻相等,以抑制零漂,电路特点:输入电阻小,因虚地无共模电压,9.2.1 运算放大器的三种输入方式,2) 同相输入方式(同相比例运算),电路构成电压串联负反馈,,根据“两虚”,vpvn, ipin0,列反相端节点有关方程,电路特点:,输入电阻大,当Rf=0时,vo=vi,构成电压跟随器。,电压跟随器的作用,无电压跟随器时 负载上得到的电压,电压跟随器时,ip0,vpvs,根据虚短和虚断有,vovn vp vs,可以实现阻抗变换,9.2.1 运算放大器的三种输入方式,3) 差动输入方式(减法运算),从结构上看,它是反相输入和同相输入方式的结合。,当,则,若继续有,则,1) 根据虚短、虚断和n、p点的KCL得:,分析方法:1)直接列有关节点KCL方程;2)叠加法。,9.2.1 运算放大器的三种输入方式,9.2.2 基本运算电路,若取R2=kR1,

      4、 则 vo=-kvi,1)比例运算,反相比例,同相比例,若取R2=kR1, 则 vo=(1+k)vi,2)反相运算,在反相比例运算电路中,若取Rf=R1, 则 vo= - vi,3)加法器,反相加法器-在反相比例的基础上增加信号输入端 根据虚短、虚断和n点的KCL得:,若,则有,若输出再接一级反相电路,vo=?,9.2.2 基本运算电路,根据虚短、虚断和N点的KCL得:,若,(加法运算),则,3) 加法器,同相加法器-在同相比例的基础上增加信号输入端,9.2.2 基本运算电路,4) 减法器,差动输入方式构成,则,第一级反相器:,第二级反相加法器:,反相比例+反相加法器构成,9.2.2 基本运算电路,5) 积分电路,式中,负号表示vO与vI在相位上是相反的。,据“两虚”,得,因此,电容器被充电,其充电电流为,设电容器C的初始电压为零,则,(积分运算),对电容有:,直接利用电容特性,9.2.2 基本运算电路,根据“虚短”,得,根据“虚断”,得,因此,利用复变量s表示阻抗,列KCL方程:,1/s为积分因子(算子),5) 积分电路,9.2.2 基本运算电路,当vI为阶跃电压时,有,vO与 t

      5、成线性关系,5) 积分电路,9.2.2 基本运算电路,当vI为阶跃电压时,有,vO与 t 成线性关系,应用:延时、扫描电路、模拟运算、 输入方波输出三角波,5) 积分电路,思考?输入正弦波,输出?实现功能?,实际电路,改善频响特性,9.2.2 基本运算电路,虚地,据“虚短”,,据“虚断”,,或利用复变量s,列KCL方程:,s为微分因子(算子),6) 微分电路,9.2.2 基本运算电路,应用:波形变换,6) 微分电路,微分电路易引起集成运放产生阻塞现象及自激振荡,为了克服,实用电路应采取措施。,限流,小电阻,补偿电容小,实用微分电路,9.2.2 基本运算电路,7) 运算电路的传递函数,单一的R、C推广到Z(含R、L、C)的组合,据两虚:,运放的一般数学表达式,改变 Z1 、组合形式,可实现不同功能的运算,9.2.2 基本运算电路,例如,比例运算 微分运算 积分运算,s=d/dt微分运算,应用:自控系统中,常用于组成PID(Proportion Integration Differentiation)调节器,1/s积分运算,9.2.2 基本运算电路,8.4.1 仪用放大器,9.2.4 仪表

      6、放大器,对共模信号:,uO1 = uO2 则 uO = 0,对差模信号:,R1 中点为交流地,电路对称 据虚短、虚断,电压并联负反馈、电流串联负反馈,9.2.5 电流-电压变换器和电压-电流变换器,9.3.1 基本概念,9.3 有源滤波器,滤波电路:能使输入信号中的有用频率信号通过,而衰减或抑 制无用频率信号的电子装置 。,1) 滤波器的功能,无源滤波电路:由无源元件R、L、C组成的滤波电路,适合大信 号处理,带负载能力差,无放大能力。,有源滤波电路:由有源器件集成运放和无源元件R、L、C组成的 滤波电路。,特点:输入阻抗高、输出阻抗低,具有一定电压放大和缓冲 作用;但带宽有限,难于对功率信号进行滤波。,2)有源滤波电路的分类,(1)低通(LPF),(Low-Pass Filter),通带放大倍数,上限截止频率,下降速率,理想幅频特性 无过渡带,用幅频特性描述滤波特性,研究AV 、AVM、 通带截止频率、下降速率等参数、特性。,应用:衰减/抑制某频率以上的信号或让低于某频率的信号通过。,9.3.1 基本概念,2) 有源滤波电路的分类,(2) 高通(HPF),(High-Pass Fil

      7、ter),通带放大倍数,下限截止频率,下降速率,理想幅频特性 无过渡带,应用:衰减/抑制某频率以下的信号或让高于某频率的信号通 过,阻容耦合电路实际是高通滤波。,9.3.1 基本概念,2) 有源滤波电路的分类,(3) 带通(BPF),(Band-Pass Filter),电路构成:,由低通和高通串接而成(与)。,思考?应该满足什么条件?,必须满足:12,应用:让已知频率的信号通过,通信系统,如收音机等。,9.3.1 基本概念,2) 有源滤波电路的分类,(4) 带阻(BEF)(陷波),(Band-Elimination Filter),电路构成:,是否可由低通和高通串接而成?,怎么构成?,12,由低通和高通并联而成(或),应该满足什么条件?,应用:抗已知频率的干扰,如工频干扰。,9.3.1 基本概念,功能:频率-相位转换,2) 有源滤波电路的分类,(5) 全通(APF),全通(APF),(All-Pass Filter),9.3.1 基本概念,通常用幅频响应表征滤波电路的特性,欲减小失真,还需考 虑相频响应或时延响应。 当相频响应为线性,即时延为常数时,可能避免失真 。,滤波器传递函数:

      8、,时,有,其中, 模,幅频响应, 相位角,相频响应,时延响应为,3) 有源滤波器的分析方法-传递函数,9.3.1 基本概念,9.3.1 有源一阶低通滤波器,图b传递函数,其中,特征角频率,故,幅频相应为,为=0的电压增益,又称通带增益,特征:分母含s一次,9.3.3 简单有源二阶低通滤波器,截止频率 fp 0.37f0,分析方法:电路引入了负反馈,具有“虚短”和“虚断”的特点利用节点电流法求解输出电压与输入电压的关系。,C1=C2,9.3.4 有源二阶压控低通滤波器,引入正反馈,为使 fp=f0,且在f=f0时幅频特性按40dB/十倍频下降。,f0时,C1断路,正反馈断开,放大倍数为通带放大倍数。,f , C2短路,正反馈不起作用,放大倍数0 。,因而有可能在f = f 0时放大倍数等于或大于通带放大倍数。对于不同频率的信号正反馈的强弱不同。,C1=C2,9.3.4 有源二阶压控低通滤波器,压控电压源二阶LPF的分析,列P、M点的节点电流方程,整理可得:,9.3.5 有源二阶反相型低通滤波器,二阶反相型LPF是在反相比例积分器的输入端再加一节RC低通电路而构成。,反相型二阶LFP,改进

      9、型反馈反相二阶LFP,由图,传递函数为,N节点的电流方程,9.3.5 有源二阶反相型低通滤波器,频率响应为,以上各式中,9.3.5 有源二阶反相型低通滤波器,9.3.6 有源二阶压控型高通滤波器,由此绘出的频率响应特性曲线,(1)通带增益,(2)传递函数,高通滤波器与低通滤波器具有对偶性,只要将低通电路中的R、C元件互换,就可构成高通滤波器。,结论:当 时,幅频特性曲线的斜率 为+40 dB/dec; 当 3时,电路自激。,二阶压控型HPF 频率响应,9.3.6 有源二阶压控型高通滤波器,9.3.7 有源带通和带阻滤波器,1)二阶压控型BPF,2)二阶压控型BEF,要想获得好的滤波特性,一般需要较高的阶数。滤波器的设计计算十分麻烦,需要时可借助于工程计算曲线和有关计算机辅助设计软件。,可由低通和高通串联得到,必须满足,一阶有源带通滤波器,低通特征角频率,高通特征角频率,特征:分子分母都含一次S项,一阶有源带通滤波器,一阶有源带阻滤波器,可由低通和高通并联得到,必须满足,一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢(-20dB/十倍频程),与理想情况相差较远。一般用在对滤波要求不高的场合。,概述: 比较器,(1) 大多数情况下工作在非线性区域, 输出与输入不成线性 关系,只有在临界过渡时工作于线性区域; (2) 电路组成特点:开环或正反馈; (3)输入模拟信号,输出电压是比较结果,只有两种可能的输出状态(开关状态): 当 UPUN 时 Uo=UOH(正向饱和) UPUN 时 Uo=UOL (反向饱和),9.4 比较器电路,比较器电压传输特性的三要素: (1)输出高电平UOH和输出低电平UOL (2)阈值电压UT (3)输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向,比较同相反相端的电压,电路组成特点:,9.4.2 单门限电压比较器,(1)过零比较器,开环,增益A0大于105,UPUN即 vi0 时, vOmax

      《武汉理工大学模电课件09运放电信》由会员F****n分享,可在线阅读,更多相关《武汉理工大学模电课件09运放电信》请在金锄头文库上搜索。

      点击阅读更多内容
    最新标签
    发车时刻表 长途客运 入党志愿书填写模板精品 庆祝建党101周年多体裁诗歌朗诵素材汇编10篇唯一微庆祝 智能家居系统本科论文 心得感悟 雁楠中学 20230513224122 2022 公安主题党日 部编版四年级第三单元综合性学习课件 机关事务中心2022年全面依法治区工作总结及来年工作安排 入党积极分子自我推荐 世界水日ppt 关于构建更高水平的全民健身公共服务体系的意见 空气单元分析 哈里德课件 2022年乡村振兴驻村工作计划 空气教材分析 五年级下册科学教材分析 退役军人事务局季度工作总结 集装箱房合同 2021年财务报表 2022年继续教育公需课 2022年公需课 2022年日历每月一张 名词性从句在写作中的应用 局域网技术与局域网组建 施工网格 薪资体系 运维实施方案 硫酸安全技术 柔韧训练 既有居住建筑节能改造技术规程 建筑工地疫情防控 大型工程技术风险 磷酸二氢钾 2022年小学三年级语文下册教学总结例文 少儿美术-小花 2022年环保倡议书模板六篇 2022年监理辞职报告精选 2022年畅想未来记叙文精品 企业信息化建设与管理课程实验指导书范本 草房子读后感-第1篇 小数乘整数教学PPT课件人教版五年级数学上册 2022年教师个人工作计划范本-工作计划 国学小名士经典诵读电视大赛观后感诵读经典传承美德 医疗质量管理制度 2 2022年小学体育教师学期工作总结 2022年家长会心得体会集合15篇
    关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
    手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
    ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.