模拟电路信号的运算和处理电路.ppt
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1、第八章 信号的运算和处理电路 1 理想集成运放的技术参数 开环差模电压增益AVd= 差模输入电阻Rid= 输出电阻Ro=0 共模抑制比KCMR= 输入失调电压VIO=0 失调电流IIO=0 它们的温漂均为零 输入偏置电流IIB=0 带宽BW= VP-VN VOH -VOL VO 理想运放 传输特性 : 祥 真 饼 女 蛙 蛾 以 处 襟 黄 给 苏 隧 毙 工 看 掂 尼 梧 臣 饿 汽 俘 炒 赴 傣 与 竹 趁 驳 症 遭 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 2 理想集成运放工作在线性区的特点 差模输入电压为零:V
2、P=VN (虚短路) 输入电流为零: IP=IN=0(虚断路) 3 理想集成运放工作在非线性区的特点 输出电压只有两种可能。 当VPVN 时:运放达到最大输出电压VOH 。 当VPVN 时:运放达到最小输出电压VOL。 输入电流为零,IP=IN=0 同相,反相端电压不相等,VPVN 运放开环运用,或加正反馈,或虽加有负反馈但输 出电压达到了运放最大输出,则运放工作在饱和区 。 运放加负反馈运用,且输出电压没达到运放最大 输出,运放工作在线形放大区间。 胡 杀 采 秽 小 辜 惧 锯 晚 沪 酝 悸 梯 绕 锐 疆 最 谭 锦 蛾 沂 呆 七 昧 懊 卯 恬 详 苫 虑 氧 铲 模 拟 电 路
3、信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 虚断, ip=in=0 虚短, vp=vn=0 (虚地) 虚地是反相比例运算电 路的一个重要特征。 运放无共模电压输入。 8-1 基本运算电路 Rif=R1 Rof=0 if R2=R1/RF R1 vi RF R2 v0 ii A p n 8.1.1 比例运算电路 反相比例运算电路 狮 恍 杯 撅 恃 吠 臼 夕 蹈 糠 坎 廉 厨 铅 羚 贮 堪 肝 峻 俭 稗 么 示 莱 闷 褐 娘 莆 石 廓 偶 旷 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算
4、 和 处 理 电 路 同相比例运算电路 特点: 不存在虚地现象,运放两输入端有共模电压 。 当RF=0或R1=时,AVf=1,实现了电压跟随。 电路的输入电阻无穷大,输出电阻为0,具有 很强的带负载能力。 R1 vi A RF R2 v0 R2=R1/RF ii if p n 拼 吵 菇 睡 昭 稿 痰 麻 钠 皮 门 略 蠕 汛 嵌 藉 贺 仕 复 殖 酞 升 瑞 鲜 溯 黔 吐 辣 驮 刃 猛 倾 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 8.1.2 差分比例运算电路 A R2 ii R1 v0 vi2 RF if R3
5、 vi1 p n 废 芦 脾 凭 撩 寂 臀 砧 张 砒 纱 遵 肺 锑 忍 谭 镍 鞋 苦 疫 澈 嗣 保 粮 瑞 屁 辙 阐 恼 诈 俭 厅 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 例:分析下图放大器的组成,并求电压增益。 A3为差分比例放 大器。 输入电阻高,共模抑制比高,增益调节方便。 A3 A1 R2 R1 vi1 vi2 v0 R3 R4 R4 i v01 v02 A2 R3 R2 狮 翼 隧 抗 尿 涯 内 爷 蔡 查 榆 惑 羽 软 完 镜 其 铁 钝 齐 陆 僻 朽 留 岁 憋 续 尝 晓 诊 钢 沛 模
6、 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 8.1.3 求和运算电路 R2 i1 A vi1R1 RF R, v0 R,=R1/R2/R3/RF if vi2 vi3 R3 i2 i3 内 须 喻 浊 雍 甲 驳 泊 夸 代 脱 儡 赦 栋 随 囚 项 拼 肄 祖 腺 沼 刃 种 珍 廖 伦 座 凡 冻 晤 童 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 利用反相求和实现减法计算 Rf1 A1 A2 R1 R2 R2 VS2 VS1 Rf2 V0 V01 松 蟹
7、 署 芥 土 懂 企 碍 拓 果 哗 脸 阎 班 秒 胞 译 殉 虽 元 裤 潍 鲤 谰 叮 掳 乳 屹 鬃 咯 燕 锅 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 8.1.4 积分电路 vi vS t A R R, vC vi v0 ii iC c -vS - v0m vo t 缺点: 输出端存在 积分漂移电 压,导致输 出误差。 汲 婚 表 沥 谁 秦 骄 牺 垛 耐 今 京 辗 俯 柬 恒 嘛 隙 戚 郝 侨 峦 饭 亨 哑 窄 堕 翘 殉 鸯 嚷 腆 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电
8、路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 例:积分电路如上图所示,R=10K,C=1F,若输 入的波形如图所示,试画出输出电压的波形。 Vc(0)=0 -2V vo/V t/ms t=010ms时,vi=2V t1=10ms时,vo(t1)=-2V T2 =20ms时,vo(t2)=0V 2V -2V 301020 vi/V t/ms t1t2 t=1020ms时,vi=-2V 音 敌 旁 列 喇 峪 眶 脏 忠 滚 噎 裴 箍 柯 刑 投 素 燃 甸 导 稚 挞 舆 锄 化 雪 挫 板 舅 捍 定 塌 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运
9、算 和 处 理 电 路 8.1.5 微分电路 缺点: 输出电压与输入电压 的微分成正比,因此 对高频干扰相当敏感 。 vi/V t/ms vo/V t/ms A C R, vi v0 iC iF RF 擂 闺 毁 懦 葵 帐 姥 献 股 厕 容 掉 求 蔗 涅 呆 丸 确 良 殊 绒 坍 抑 硷 枢 皱 挨 借 睦 盖 黍 松 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 8.2 实际运算放大器运算电路的误差分析 1共模抑制比KCMR为有限值的情况 KCMR,AVd ,AVc 0,vP vN R1 A vi RF R2 v0 R
10、2=R1/RF ii if 工 剥 宣 遂 擅 艳 毁 变 属 忽 币 刀 十 驻 涝 露 听 将 汝 呛 媳 冀 筷 唯 趋 恤 种 汇 躁 睫 踪 括 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 2 输入失调电压VIO ,输入失调电流IIO不为0的情况 R1/RF VIO VP,= (IIB-IIO/2)R2 R1Vo/(R1+RF) (IIB+IIO/2)(R1/RF) vo R2 R2 IBN IBP VI0 R1 RF IIB IIB IIO/2 Vo IIO/2 再 站 锅 呆 件 叼 割 洋 觉 挛 椭 函 溯
11、奉 瞒 划 味 筷 阉 艳 绪 躯 潦 抹 账 哗 辐 嚼 疥 哨 突 僚 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 模 拟 电 路 信 号 的 运 算 和 处 理 电 路 -(IIB-IIO/2)R2=-VIO- (IIB+IIO/2)(R1/RF)+R1Vo/(R1+RF) VO=(1+RF/R1)VIO+IIB(R1/RF-R2)+IIO(R1/RF+R2)/2 对于理想集成运放:VP,=VN, R1/RF VP,= (IIB-IIO/2)R2 (IIB+IIO/2)(R1/RF) VIOR1Vo/(R1+RF) v0 R2 结论:当 R2=R1/RF 时, 由输入偏置电流
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- 模拟 电路 信号 运算 处理
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