ch7信号的运算和处理-概述-基本运算电路(1)
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ch7数字系统分析
例7.11 顺序脉冲发生器
P276 序列信号发生器
◆在数字信号的传输和数字系统的测试中， 有时需要用到一组特定的串行数字信号。 如：‘00010111’。
◆这种特定的串行数字信号叫做序列信号。
◆产生序列信号的电路称为序列信号发生 器。
例7.12 序列信号发生器
原理：
பைடு நூலகம்
CP Q2(A2) Q1(A1) Q0(A0)
0
0
0
0
1
0
0
1
2
0
1
0
3
0
1
1
4
1
0
0
5
1
0
1
6
1
1
0
7
1
1
1
Y Y=D0=1 Y=D1=1 Y=D2=1 Y=D3=0 Y=D4=1 Y=D5=0 Y=D6=0 Y=D7=0
原理：
CP
11 1 0 1 0 0 0
Y
∴ 电路为脉冲序列信号发生器
例7.13 可控分频器
原理：
若I7=0，则Y2Y1Y0=000，YEX=0，使 D3D2D1D0=0000,此时74LS161为十六进 制计数器；
数器74LS161组成的可控分频器 8. 试用74LS194和74LS160组成跳频信号发生器
1
∧
1 CP
习题课 数字系统的综合
1. 试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器 2. 试用两片CC14585组成一个8位数值比较器 3. 试用2片74LS283和1片74LS85组成BCD码加法器 4. 试用两片4位加法器74283和4片移位寄存器74LS194
组成硬件算法电路 5. 试用74LS161和74LS138组成顺序脉冲发生器 6. 试用74LS161和74LS151组成的序列信号发生器 7. 试用8线-3线优先编码器74LS148和同步四位二进制计
ch7作业以外习题答案(1)
第7章 信号的运算和处理自测题一、现有电路：A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路E.加法运算电路F.乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。
(1)欲将正弦波电压移相＋90o ，应选用( C )。
(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用( F )。
(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用( E )。
(4)欲实现A u =−100 的放大电路，应选用( A )。
(5)欲将方波电压转换成三角波电压，应选用( C )。
(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用( D )。
二、填空：(1)为了避免50H z 电网电压的干扰进入放大器，应选用( 带阻 )滤波电路。
(2)已知输入信号的频率为10kH z ~12kH z ，为了防止干扰信号的混入，应选用( 带通 )滤波电路 (3)为了获得输入电压中的低频信号，应选用( 低通 )滤波电路。
(4)为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用( 有源 )滤波电路。
习题本章习题中的集成运放均为理想运放。
7.1填空：(1) ( 同相比例 )运算电路可实现A u ＞1 的放大器。
(2) ( 反相比例 )运算电路可实现A u ＜0 的放大器。
(3) ( 微分 )运算电路可将三角波电压转换成方波电压。
(4)( 同相求和 )运算电路可实现函数123Y aX bX cX =++，a 、b 和c 均大于零。
(5) ( 反相求和 )运算电路可实现函数123Y aX bX cX =++，a 、b 和c 均小于零。
7.2电路如图P7.2所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V ，填表。
(a) (b)解： 1(/)10O f I I u R R u u =-=-； 2(1/)11O f I I u R R u u =+=。
7.3 设计一个比例运算电路，要求输入电阻20i R k =Ω，比例系数为-100。
数字电路09讲义ch7时序模块
精品
数字电路09ch7时 序模块
第一节 计数器
一、计数器的分类
用来计算输入脉冲数目 见P350(老版P347）
按进位方式，分为同步和异步计数器。
按进位制，分为模二、模十和任意模计数器。
按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器。
按集成度，分为小规模与中规模集成计数器。
二、对计数器电路的基本要求
（1）能够对输入的时钟信号进行计数，并能以并行方式输出 计数结果。
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
0 0
10
7 0111
00
8 1000
0
00
9 1001
0
10
仿真74161计
数器.msm
(1) 同步预置法 例2:设计一个M=10的计数器。 方法二:采用前十种状态
0
全状态转换图：
0011 0100 0101
0010
0110
0001
0111
0000 1001 1000
（2）反馈清零法
例2: 设计一模9计数器。
0
0 0 0 0
采用CT74161
态序表 N QD QC QB QA
0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001
（2）反馈清零法
例3: 设计一M=12 计数器。
1111 1101 1011 1010
0
10
1110 1100
0
00
0
00
0
10
例3: 同步预置法设计 M=24 计数器。
（24）10=（11000）2
数字电路09ch7时 序模块
第一节 计数器
一、计数器的分类
用来计算输入脉冲数目 见P350(老版P347）
按进位方式，分为同步和异步计数器。
按进位制，分为模二、模十和任意模计数器。
按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器。
按集成度，分为小规模与中规模集成计数器。
二、对计数器电路的基本要求
（1）能够对输入的时钟信号进行计数，并能以并行方式输出 计数结果。
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
0 0
10
7 0111
00
8 1000
0
00
9 1001
0
10
仿真74161计
数器.msm
(1) 同步预置法 例2:设计一个M=10的计数器。 方法二:采用前十种状态
0
全状态转换图：
0011 0100 0101
0010
0110
0001
0111
0000 1001 1000
（2）反馈清零法
例2: 设计一模9计数器。
0
0 0 0 0
采用CT74161
态序表 N QD QC QB QA
0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001
（2）反馈清零法
例3: 设计一M=12 计数器。
1111 1101 1011 1010
0
10
1110 1100
0
00
0
00
0
10
例3: 同步预置法设计 M=24 计数器。
（24）10=（11000）2
ch7信号的运算和处理-基本运算电路2
方法小结：1.列出关键结点的电流方程，如N点和P点。
2.根据虚短(地)、虚断的原则，进行整理。
(7-6)
7.2.2
加减运算电路
作用：将若干个输入信号之和或之差按比 例放大。
类型：同相求和和反相求和。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和反馈有 关。
(7-4)
二、同相比例运算电路
电压串联负反馈，故输入电阻视为无穷大，输出电阻为零。
结构特点：信号从同相端输入。
由“虚短”和“虚断”特点可知 uＩ
补偿电阻R2 = R1 // RF
i+ = i- = 0； R1 所以 u- uO R1 RF
u- = u+ = uＩ 相当于信号与同相端直接相连 所以 R1 uO uI R1 RF RF RF )uI (1 )u+ 得： uo (1 R1 R1
因此若有N个信号输入(都过相同阻值R1后 联反相端)，则只需求出这N个信号与uM之 间的关系（后面的反相求和运算电路中会 出现），然后代入上式即可!
R2 uM - (uI1 uI2 uI3 ) R1
R2 R4 R4 uo - (1 + )(uI1 uI2 uI3 ) R1 R2 R3
R1 24k R2 30k R3 12k R4 80k
注：本题如果没有 R4 ，则无法 做到R1//R2=R3//RF ，出现冲突。。
(7-13)
缺点：要求R1//R2//R4=R3//RF，阻值的调整计算不方便。
• 作业
自测题：一(3)(4); 习题：7.1(1)(2)(4)(5) 7.2——给出理由说明 7.5——要求先画出图解电路，再计算 7.6 7.7 7.8
模拟电子技术基础-第七章信号的运算和处理
详细描述
在模拟电子技术中，信号的乘法运算是一种重要的运算方式。通过将一个信号 与另一个信号对应时间点的值相乘，可以得到一个新的信号。这种运算在信号 处理中常用于调制和解调、放大和衰减等操作。
除法运算
总结词
信号的除法运算是指将一个信号除以另一个信号，得到一个新的信号。
详细描述
在模拟电子技术中，信号的除法运算也是一种重要的运算方式。通过将一个信号除以另一个信号，可以得到一个 新的信号。这种运算在信号处理中常用于滤波器设计、频谱分析和控制系统等领域。需要注意的是，除法运算可 能会引入噪声和失真，因此在实际应用中需要谨慎使用。
减法运算
总结词
信号的减法运算是指将一个信号从另一个信号中减去，得到一个新的信号。
详细描述
信号的减法运算在模拟电子技术中也是常用的一种运算方式。通过将一个信号从 另一个信号中减去，可以得到一个新的信号。这种运算在信号处理中常用于消除 噪声、提取特定频率成分或者对信号进行滤波等操作。
乘法运算
总结词
信号的乘法运算是指将一个信号与另一个信号对应时间点的值相乘，得到大是指通过电子电路将输入的微弱信号放大到所需 的幅度和功率，以满足后续电路或设备的需要。
放大器的分类
根据工作频带的不同，放大器可以分为直流放大器和交流 放大器；根据用途的不同，放大器可以分为功率放大器、 电压放大器和电流放大器。
放大器的应用
在通信、音频、视频等领域，放大器是必不可少的电子器 件，例如在音响系统中，我们需要使用功率放大器来驱动 扬声器。
信号调制
信号调制的概念
信号调制是指将低频信息信号加载到 高频载波信号上，以便于传输和发送。
调制方式的分类
调制技术的应用
在无线通信中，调制技术是必不可少 的环节，通过调制可以将信息信号转 换为适合传输的载波信号，从而实现 信息的传输。
在模拟电子技术中，信号的乘法运算是一种重要的运算方式。通过将一个信号 与另一个信号对应时间点的值相乘，可以得到一个新的信号。这种运算在信号 处理中常用于调制和解调、放大和衰减等操作。
除法运算
总结词
信号的除法运算是指将一个信号除以另一个信号，得到一个新的信号。
详细描述
在模拟电子技术中，信号的除法运算也是一种重要的运算方式。通过将一个信号除以另一个信号，可以得到一个 新的信号。这种运算在信号处理中常用于滤波器设计、频谱分析和控制系统等领域。需要注意的是，除法运算可 能会引入噪声和失真，因此在实际应用中需要谨慎使用。
减法运算
总结词
信号的减法运算是指将一个信号从另一个信号中减去，得到一个新的信号。
详细描述
信号的减法运算在模拟电子技术中也是常用的一种运算方式。通过将一个信号从 另一个信号中减去，可以得到一个新的信号。这种运算在信号处理中常用于消除 噪声、提取特定频率成分或者对信号进行滤波等操作。
乘法运算
总结词
信号的乘法运算是指将一个信号与另一个信号对应时间点的值相乘，得到大是指通过电子电路将输入的微弱信号放大到所需 的幅度和功率，以满足后续电路或设备的需要。
放大器的分类
根据工作频带的不同，放大器可以分为直流放大器和交流 放大器；根据用途的不同，放大器可以分为功率放大器、 电压放大器和电流放大器。
放大器的应用
在通信、音频、视频等领域，放大器是必不可少的电子器 件，例如在音响系统中，我们需要使用功率放大器来驱动 扬声器。
信号调制
信号调制的概念
信号调制是指将低频信息信号加载到 高频载波信号上，以便于传输和发送。
调制方式的分类
调制技术的应用
在无线通信中，调制技术是必不可少 的环节，通过调制可以将信息信号转 换为适合传输的载波信号，从而实现 信息的传输。
07信号的运算和处理
26mV
PN结的伏安特性
利用PN结的指数特性实现对数运算
1.0 D/V
一、 对数运算电路:
1、 采用二极管的对数运算电路: vO vD
iR iD
iR
ui R
iD ISevD/VT
vO
vD
VTln
iD IS
VTln
vI RI S
2、利用三极管的对数运算电路：
ic
uo2
Rf
( ui 3 R3
ui 4 R4
)
二、加减运算电路:
1、 加减运算
uo1
Rf
( ui1 R1
ui2 R2
)
uo2
Rf
( ui 3 R3
ui 4 R4
)
R1 // R2 // Rf R3 // R4 // R5
uo
uo1
uo2
Rf
( ui 3 R3
ui 4 R4
R2 R1R3
ui
i4 i2 i3
u0 i2R2 i4R4
u0
R2 R4 R1
(1
R2 // R4 R3
)ui
二、 同相比例运算放大器：
iF RF
ib+ =0
i1
u-= u+= ui
_
uo
ib- =0
ui R1
+ +
RP
RP=R1//RF
Au=1+
RF R1
电压串联负反馈！
第七章 信号的运算和处理
通信电路ch07_1
通信电路ch07_1
（2）环路滤波器 （LF ）传递函数
直通电路
RC积分 滤波器
无源比例积分滤波器
理想积分滤波器
通信电路ch07_1
比例积分滤波器频率特性
无源
有源
理想
比例积分滤波器在高频时它有一定增益，利于环路的捕捉， 而且其传递函数中引入了一个零点，增加了环路的稳定性。
通信电路ch07_1
（3）压控振荡器 (VCO)特性
通信电路ch07_1
AGC控制特性的设计
o AGC的控制作用，一般在接收机放大级实现，例如对高频 放大器的控制，对主中放的第一中放或第二级中放的控制等。 放大器的受控级数，通常取决于系统的要求。
总放大器输入信号的动态范围 总放大器输出电压的容许变化量
放大器的总增益 制倍数为：
式中 为总放大器的最大电压增益，其值一般出现在输入信号为最 小值时； 为总放大器的最小电压增益，其值一般发生在输入信号 为最大时。
o 根据需要比较和调节的参量不同，反馈控制电路分为 三类：
自动增益控制（AGC） 自动频率控制（AFC） 锁相环路(PLL)
通信电路ch07_1
反馈控制系统的组成和工作原理
1、反馈控制系统原理框图如下：
比较器 e(t) r(t)
可控设备
y(t)
反馈环节
o 反馈控制电路的特点
n 自动调节系统。若电路的输入、输出量之间的关系偏离 了预定的关系式，比较器将检测并输出相应的误差电压， 该电压去控制可控设备对输出量进行调节，最后使输入、 输出量之间接近预定的关系－－ 改善系统性能
通信电路ch07_1
7.1.2 PLL的环路方程
返回
假定压控振荡器工作在线性控制区 :
自动控制原理ch7(本1)——1
n −1 Re s [ E ( z ) z ] z → zi 求出e(nT ) ∑ i =1 k
式中 Re s[ E ( z ) z n−1 ] z → zi 表示函数E ( z ) z n−1在极点 zi 处的留数。
当z （ i i = 1,2,
, k）为单极点时，
Re s[ E ( z ) z n−1 ] z → zi = lim ( z − zi )E ( z ) z n −1
式中，si 是X ( s)的 ri 重根；n——互不相同的极点个数。
例7.4
X ( s) =
1 , 求X(z)。 2 s
d ⎡ 2 1 z ⎤ = X ( z) = ⎢s ⋅ 2 ⋅ T0 s ⎥ ds ⎣ s z − e ⎦ s = 0
例7.5
0 − z −T0 e T0 s
(z − e )
T0 s
香农（Shannon）采样定理
连续信号的频谱：
其中， E (jω)为连续信号e(t)的傅氏变 ωh为连续信号频谱中的最大角频率。
采样信号的频谱： 当ωs>2ωh （ωs为采样角频率）
当ωs<2ωh
若采样器的输入信号e(t)具有有限带宽，且有直到ωh的频 率分量，则使信号f(t)完满地从采样信号f*(t)中恢复过来的采样 周期T，必须满足：
− at
归纳解题思
3） 留数计算法
n
r −1 z ⎤⎫ ri z ⎤ n ⎧ 1 di ⎡ ⎡ = − s s X ( s ) X ( z ) = ∑ res ⎢ X ( si ) i) ri −1 ⎢( sT0 ⎥ ⎬ siT0 ⎥ ∑ ⎨ z − e ⎦ ⎭ s = si z − e ⎦ i =1 ⎩ (ri −1)! ds ⎣ ⎣ i =1
式中 Re s[ E ( z ) z n−1 ] z → zi 表示函数E ( z ) z n−1在极点 zi 处的留数。
当z （ i i = 1,2,
, k）为单极点时，
Re s[ E ( z ) z n−1 ] z → zi = lim ( z − zi )E ( z ) z n −1
式中，si 是X ( s)的 ri 重根；n——互不相同的极点个数。
例7.4
X ( s) =
1 , 求X(z)。 2 s
d ⎡ 2 1 z ⎤ = X ( z) = ⎢s ⋅ 2 ⋅ T0 s ⎥ ds ⎣ s z − e ⎦ s = 0
例7.5
0 − z −T0 e T0 s
(z − e )
T0 s
香农（Shannon）采样定理
连续信号的频谱：
其中， E (jω)为连续信号e(t)的傅氏变 ωh为连续信号频谱中的最大角频率。
采样信号的频谱： 当ωs>2ωh （ωs为采样角频率）
当ωs<2ωh
若采样器的输入信号e(t)具有有限带宽，且有直到ωh的频 率分量，则使信号f(t)完满地从采样信号f*(t)中恢复过来的采样 周期T，必须满足：
− at
归纳解题思
3） 留数计算法
n
r −1 z ⎤⎫ ri z ⎤ n ⎧ 1 di ⎡ ⎡ = − s s X ( s ) X ( z ) = ∑ res ⎢ X ( si ) i) ri −1 ⎢( sT0 ⎥ ⎬ siT0 ⎥ ∑ ⎨ z − e ⎦ ⎭ s = si z − e ⎦ i =1 ⎩ (ri −1)! ds ⎣ ⎣ i =1
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(1)差模输入电阻为无穷大； (2)输出电阻为零； (3) 开环差模增益 ( 放大倍数 ) 为无穷大；
(4)共模抑制比为无穷大；
(5)上限截止频率为无穷大； (6)温漂为零，且无任何内部 噪声。
(7-4)
+
Aod
vv+
+
vo
其内部是一个以差分放大电路为输入级的多 级直接耦合放大电路
由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出 电阻小，在分析时常将其理想化，称其理想运放。
1.基本电路(电压并联负反馈)
由于“虚断”，i+= i-= 0
由于“虚短”， u = u+ = 0
——“虚地” * R2 = R1 // RF
R2为补偿电阻，以保证集成运放输入级差分放大电 路对称性；其值为 uI=0(即将输入端接地，此时uo也 为0)时反相输入端总等效电阻, 即各支路电阻并联。
由 iI = iF ，得
7.1.1
信号的 提取
电子信息系统的组成
信号的 预处理 信号的 加工 信号的 执行
电子信息系统示意图
信号的加工
对信号进行运算、转换、比较、取样-保持等处理，称 为对信号的加工。
(7-3)
7.1.2 理想运放的两个工作区
理想运放工作区：线性区和非线性区 理想运放： ri ro 0 Aod KCMR fH=∞ 一、理想运放的性能指标
(7-8)
深度负反馈对理想集成运放电路性能的影响 dAf 1 dA 1、提高放大倍数稳定性（趋势成立） Af 1 AF A ——但公式不可用于集成运放
2、串ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ负反馈增大输入电阻（趋势成立）
——公式可用于集成运放
F )R Rif (1 A i
3、并联负反馈减小输入电阻（趋势成立）
uO
例如：F007 的 UoM = ± 14 V， Aod 2 × 105 ，线性区内输 入电压范围
实际特性
uP uN
U OM Aod
非线性区
O
uPuN
14 V 70 μV 5 2 10
非线性区 线性区
Aod越大，运放的线性范围越小；所以，需要在输出与输
入之间加负反馈使其工作在线性范围。
u u 0
2. 理想运放的输入电流等于零 由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
i i 0
——“虚断”
(7-6)
三、理想运放的非线性工作区
条件：电路开环或引入正反馈 1. uO 的值只有两种可能 当 uP (或u+)> uN (或u-)>时，uO = + UOM 当 uP< uN时, uO = UOM
基本运算电路包括：
比例、加减、积分、微分、对数、指数
7.2.1比例运算电路
作用：将信号按比例放大。
类型：同相比例放大和反相比例放大。 方法： 引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈，使得 输出电压与运放的开环放大倍数(无穷大)无关，而 只与输入电压和反馈有关。
(7-10)
一、反相比例运算电路
结构特点：信号从反相端输入。
(7-5)
二、理想运放在线性工作区
输出电压与两个输入端的电 压之间存在线性放大关系， 即 u A (u u )
O
u
i
u
i
+
Aod
uO
od
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 uO ( u u ) 0 即 u u Aod
如
——“虚短” —“虚地”
uI u u uo R1 RF
RF uo uI R1
RF 为 比 例 系 数 ,负 号 表 示 反 相 R1
(7-11)
模拟电子技术基础
第七章
信号的运算和处理
(7-1)
7.1
概述
理想运放的两个工作区 实际运放情况
性能指标
7.2
基本运算电路
反相比例运算电路 比例运算电路
同相比例运算电路
特例：电压跟随器
求和运算电路 加减运算电路 加减运算电路
反相求和运算电路
同相求和运算电路
积分运算电路和微分运算电路
(7-2)
7.1 概述
——但公式不可用于集成运放 4. 电压负反馈减小输出电阻（趋势成立） ——公式可用于集成运放 5. 电流负反馈增大输出电阻（趋势成立）
Ri Rif F 1 A
Ro Rof F 1 A
F )R Rof (1 A o
——但公式不可用于集成运放
7.2 基本运算电路
集成运放的应用首先表现在它能构成各种运算电路上。 在运算电路中，集成运放必须工作在线性区，在深度负反馈条 件下，利用反馈网络能够实现各种数学运算。
uO +UOM
理想特性
O
u+u
UOM
U OM uo max EC
集成运放的电压传输特性
2. 理想运放的输入电流等于零——虚断也成立
iP i N 0
(7-7)
实际运放情况
Aod ≠∞ ，当 uP 与 uN差值比较小时，仍有 Aod (uP uN )， 运放工作在线性区。 但线性区范围很小。
(4)共模抑制比为无穷大；
(5)上限截止频率为无穷大； (6)温漂为零，且无任何内部 噪声。
(7-4)
+
Aod
vv+
+
vo
其内部是一个以差分放大电路为输入级的多 级直接耦合放大电路
由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出 电阻小，在分析时常将其理想化，称其理想运放。
1.基本电路(电压并联负反馈)
由于“虚断”，i+= i-= 0
由于“虚短”， u = u+ = 0
——“虚地” * R2 = R1 // RF
R2为补偿电阻，以保证集成运放输入级差分放大电 路对称性；其值为 uI=0(即将输入端接地，此时uo也 为0)时反相输入端总等效电阻, 即各支路电阻并联。
由 iI = iF ，得
7.1.1
信号的 提取
电子信息系统的组成
信号的 预处理 信号的 加工 信号的 执行
电子信息系统示意图
信号的加工
对信号进行运算、转换、比较、取样-保持等处理，称 为对信号的加工。
(7-3)
7.1.2 理想运放的两个工作区
理想运放工作区：线性区和非线性区 理想运放： ri ro 0 Aod KCMR fH=∞ 一、理想运放的性能指标
(7-8)
深度负反馈对理想集成运放电路性能的影响 dAf 1 dA 1、提高放大倍数稳定性（趋势成立） Af 1 AF A ——但公式不可用于集成运放
2、串ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ负反馈增大输入电阻（趋势成立）
——公式可用于集成运放
F )R Rif (1 A i
3、并联负反馈减小输入电阻（趋势成立）
uO
例如：F007 的 UoM = ± 14 V， Aod 2 × 105 ，线性区内输 入电压范围
实际特性
uP uN
U OM Aod
非线性区
O
uPuN
14 V 70 μV 5 2 10
非线性区 线性区
Aod越大，运放的线性范围越小；所以，需要在输出与输
入之间加负反馈使其工作在线性范围。
u u 0
2. 理想运放的输入电流等于零 由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
i i 0
——“虚断”
(7-6)
三、理想运放的非线性工作区
条件：电路开环或引入正反馈 1. uO 的值只有两种可能 当 uP (或u+)> uN (或u-)>时，uO = + UOM 当 uP< uN时, uO = UOM
基本运算电路包括：
比例、加减、积分、微分、对数、指数
7.2.1比例运算电路
作用：将信号按比例放大。
类型：同相比例放大和反相比例放大。 方法： 引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈，使得 输出电压与运放的开环放大倍数(无穷大)无关，而 只与输入电压和反馈有关。
(7-10)
一、反相比例运算电路
结构特点：信号从反相端输入。
(7-5)
二、理想运放在线性工作区
输出电压与两个输入端的电 压之间存在线性放大关系， 即 u A (u u )
O
u
i
u
i
+
Aod
uO
od
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 uO ( u u ) 0 即 u u Aod
如
——“虚短” —“虚地”
uI u u uo R1 RF
RF uo uI R1
RF 为 比 例 系 数 ,负 号 表 示 反 相 R1
(7-11)
模拟电子技术基础
第七章
信号的运算和处理
(7-1)
7.1
概述
理想运放的两个工作区 实际运放情况
性能指标
7.2
基本运算电路
反相比例运算电路 比例运算电路
同相比例运算电路
特例：电压跟随器
求和运算电路 加减运算电路 加减运算电路
反相求和运算电路
同相求和运算电路
积分运算电路和微分运算电路
(7-2)
7.1 概述
——但公式不可用于集成运放 4. 电压负反馈减小输出电阻（趋势成立） ——公式可用于集成运放 5. 电流负反馈增大输出电阻（趋势成立）
Ri Rif F 1 A
Ro Rof F 1 A
F )R Rof (1 A o
——但公式不可用于集成运放
7.2 基本运算电路
集成运放的应用首先表现在它能构成各种运算电路上。 在运算电路中，集成运放必须工作在线性区，在深度负反馈条 件下，利用反馈网络能够实现各种数学运算。
uO +UOM
理想特性
O
u+u
UOM
U OM uo max EC
集成运放的电压传输特性
2. 理想运放的输入电流等于零——虚断也成立
iP i N 0
(7-7)
实际运放情况
Aod ≠∞ ，当 uP 与 uN差值比较小时，仍有 Aod (uP uN )， 运放工作在线性区。 但线性区范围很小。