模电第7章幻灯片
31页1、第七章 模拟信号运算电路,7.2 比例运算电路,7.3 求和电路,7.4 积分和微分电路,7.5 对数和指数电路,7.6 乘法和除法电路,7.1 理想运放的概念,7.1 理想运算放大器的概念,7.1.1 理想运放的技术指标,开环差模电压增益 Aod = ;,输出电阻 ro = 0;,共模抑制比 KCMR = ;,差模输入电阻 rid = ;,输入失调电压UIO = 0、输入失调电流IIO = 0、 温漂UIO = IIO = 0;,输入偏置电流 IIB = 0;,- 3 dB 带宽 fH = ,等等。,7.1.2 理想运放工作在线性区时的特点,输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系,即,理想运放工作在线性区特点:,1. 理想运放的差模输入电压等于零,即,“虚短”,图 5.5.1 集成运放的电压和电流,(Aod = ),2. 理想运放的输入电流等于零,由于差模输入电阻 rid = ,两个输入端均没有电流,即,“虚断”,7.1.3 理想运放工作在非线性区时的特点,动画,理想运放工作在非线性区特点:,当 u+ u- 时,uO = + UOPP 当 u+ u- 时, uO = - U
2、OPP,1. uO 的值只有两种可能,在非线性区内,(u+ - u-)可能很大,即 u+ u-。 “虚地”不存在,2. 理想运放的输入电流等于零,实际运放 Aod ,当 u+ 与 u- 差值比较小时,仍有 Aod (u+ - u- ) UOPP,运放仍然工作在线性区。,例如:F007 的 Uopp = 14 V,Aod 2 105 ,线性区内输入电压范围,但线性区范围很小。,图 5.5.2 集成运放的传输特性,7.2 比例运算电路,7.2.1,R2 = R1 / RF,由于“虚断”,i+= 0,u+ = 0;,由于“虚短”, u- = u+ = 0,“虚地”,由 iI = iF ,得,反相比例运算电路,由于反相输入端“虚地”,电路的输入电阻为不高, Rif = R1;,输出电阻也很低。(电压并联负反馈),当 R1 RF 时,Auf = -1,单位增益倒相器,图 7.2.1,7.2.2 同相比例运算电路,R2 = R1 / RF,根据“虚短”和“虚断”的特点,可知,i+ = i- = 0;,又 u- = u+ = u,得:,由于该电路为电压串联负反馈,所以输入电阻很高;输出电阻很低。,当
3、 RF = 0 或 R1 = 时,Auf = 1,电压跟随器,ui,图 7.2.4 差动比例运算电路,7.2.3 差动比例运算电路,在理想条件下,由于“虚断”,i+ = i- = 0,由于“虚短”, u+ = u- ,所以:,差摸输入电阻:Rif = 2R1,三种比例运算电路之比较,7.2.4 应用比例电路实例,两个放大级。结构对称的 A1、A2 组成第一级,互相抵消漂移和失调。,A3 组成差分放大级,将差分输入转换为单端输出。,当加入差模信号 uI 时,若 R2 = R3 ,则 R1 的中点为交流地电位,A1、A2 的工作情况将如下页图中所示。,图 7.2.6 三运放数据放大器原理图,图 7.2.7,由同相比例运放的电压放大倍数公式,得,则,同理,所以,则第一级电压放大倍数为:,改变 R1,即可调节放大倍数。,A3 为差分比例放大电路。,当 R4 = R5 ,R6 = R7 时,得第二级的电压放大倍数为,所以总的电压放大倍数为,7.3 求和电路,求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果。,7.3.1 反相输入求和电路,由于“虚断”,i- = 0,所以:i1 + i2 + i3 =
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