电子技术---第8章 信号的运算、测量及处理电路
第电工电子技术(第二版)八章
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8. 2 放大电路中的负反馈
出现又在交流通路中出现，则是既有直流反馈又有交流反馈。 3.反馈电路的类型 根据反馈信号在输出端的取样和在输入端的连接方式，放大电路可 以组成四种不同类型的负反馈:电压串联负反馈、电压并联负反馈、 电流串联负反馈和电流并联负反馈。判断方法如下: (1)电压反馈和电流反馈 判断是电压反馈还是电流反馈是按照反馈信号在放大器输出端的取 样方式来分类的。若反馈信号取自输出电压，即反馈信号与输出电压 成比例，称为电压反馈;若反馈信号取自输出电流，即反馈信号与输 出电流成比例，称为电流反馈。常采用负载电阻 短路法进行判断，
第8章 集成运算放大器及其应用
本章知识点 先导案例 8. 1 集成运算放大器简介 8. 2 放大电路中的负反馈 8. 3 集成运算放大器的应用 8. 4 用集成运放构成振荡电路 8. 5 使用运算放大器应注意的几个问题
本章知识点
[1]了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。 [2]理解运算放大器的电压传输特性，掌握其基本分析方法。 [3]掌握用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作 原 理。 [4]理解电压比较器的工作原理和应用。 [5]能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及 负 反馈的四种类型。 [6]理解负反馈对放大电路工作性能的影响。 [7]掌握正弦波振荡电路自激振荡的条件。 [8]了解RC振荡电路的工作原理。
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8. 2 放大电路中的负反馈
图8-9 (b):假定输入信号对地瞬时极性为
，则各点电压变化过程为 净输入量增强，则该电路
电工电子技术基础知识点详解8-1--思政引例
第8章集成运算放大器思政引例博观而约取，厚积而簿发。
——苏轼世界上第一台电子计算机的体积非常庞大，占据了167m2的大厅。
如今的手提式计算机可以用手提，手掌式计算机可以放在手心里。
最初的计算机与当今的计算机体积之所以相差如此之大，是因为当今有了集成电路。
目前大多数电子仪器设备都离不开集成电路，如由AD590组成的测溫电路，温度信号转换成电流信号，电流信号再经过转换、运算、放大并以电压形式输出，用电压表来对应显示温度。
在这里，集成运算放大器起了重要的作用，实际上已经成为模拟电子电路中最重要的元器件之一。
前面介绍电路都是由单个元器件构成，就是常说的分立电路，而现在实际应用中大多采用是集成电路，所谓集成电路就是把整个电路中元器件和连线同时制作在一块半导体芯片上构成具有特定功能的电子电路。
1958年，在美国德州仪器公司工作的Jack Killby发明了世界上第一个集成电路。
集成电路出现和应用，标志着电子技术发展到一个新的阶段，它实现材料、元器件、电路三者之间的统一。
与分立元件构成电路相比较，集成电路具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高等优点。
随着集成电路制造工艺的进步，集成度越来越高，有小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）和超大规模（VLSI）之分。
目前的超大规模集成电路可以把上亿个元器件集成在一块小于指甲面积的硅片上。
集成电路分类方式有很多，如果按导电类型分，有双极型、单极型和二者兼容的3种类型。
按功能分，有数字集成电路、模型集成电路以及二者混合型。
模拟集成电路中主要包含集成运算放大器、集成功率放大器、集成稳压电源和集成AD/DA转换器等多种。
其中集成运算放大器简称集成运放，是集成电路中应用极为广泛的一种。
由于这种放大器早期在模拟计算机中实现数学运算，故名运算放大器。
现在它的应用已远远超出模拟计算的范畴，在信号处理、测量及波形转换、自动控制等领域都得到十分广泛的应用。
首先介绍集成运放的组成、电压传输特性和理想集成运放的工作情况。
信号检测与处理电路-1
-
R1
A1
A
-∞
I R2 B
+
+
uO
-∞
R1R
A3 RF
uI2
+ + uO2
A2
图8-2 差分测量电路
模 拟电子技术
模 拟电子技术
uo1
uo2
(1
2R1 R2
)(ui1
ui2 )
uo
RF R
(uo1 uo2 )
RF R
(1
2R1 R2
)(ui1
ui
2
)
总结：
•当UI1=UI2=UIC时，相当于电路输出了共模信号，电压输为0， 该电路总的结：共模信号被抑制。 •调节R2的阻值，可以改变电路的放大倍数。
（3）集成仪用放大器
14
4.44k
2
404
3
40.04
4
5
7
6
15
1 16
+∞ +
A1
20k 5p
5p 20k
12 9
V+
V-
5p
20k
20k
-∞ +
+
20k
A320k
-∞
5p
+
+
A2
13
11
6,7脚相连: 增益1；
10
2,6,7脚相连:增益10；
8
3,6,7脚相连: 增益100；
4,7,5,6脚相连: 增益1000；
（2）但是，根据传感器的基本原理，作为信号源的传感 器，多数的等效电阻均不是常量，它们随所测物理量 和环境的变化而变。
（3）这样，对于放大电路而言，相当于信号源内阻是变 量，根据前述源电压放大倍数的表达式
（完整版）第八章相量图和相量法求解电路
（完整版）第⼋章相量图和相量法求解电路第⼋章相量图和相量法求解电路⼀、教学基本要求1、掌握阻抗的串、并联及相量图的画法。
2、了解正弦电流电路的瞬时功率、有功功率、⽆功功率、功率因数、复功率的概念及表达形式。
3、熟练掌握正弦电流电路的稳态分析法。
4、了解正弦电流电路的串、并联谐振的概念，参数选定及应⽤情况。
5、掌握最⼤功率传输的概念，及在不同情况下的最⼤传输条件。
⼆、教学重点与难点1. 教学重点： (1).正弦量和相量之间的关系；(2). 正弦量的相量差和有效值的概念(3). R、L、C各元件的电压、电流关系的相量形式(4). 电路定律的相量形式及元件的电压电流关系的相量形式。
2．教学难点：1. 正弦量与相量之间的联系和区别；2. 元件电压相量和电流相量的关系。
三、本章与其它章节的联系：本章是学习第 9-12 章的基础，必须熟练掌握相量法的解析运算。
§8.1 复数相量法是建⽴在⽤复数来表⽰正弦量的基础上的，因此，必须掌握复数的四种表⽰形式及运算规则。
1. 复数的四种表⽰形式代数形式A = a +j b复数的实部和虚部分别表⽰为： Re[A]=a Im[A]=b 。
图 8.1 为复数在复平⾯的表⽰。
图 8.1根据图 8.1 得复数的三⾓形式：两种表⽰法的关系：或根据欧拉公式可将复数的三⾓形式转换为指数表⽰形式：指数形式有时改写为极坐标形式：注意：要熟练掌握复数的四种表⽰形式及相互转换关系，这对复数的运算⾮常重要。
2. 复数的运算(1) 加减运算——采⽤代数形式⽐较⽅便。
若则即复数的加、减运算满⾜实部和实部相加减，虚部和虚部相加减。
复数的加、减运算也可以在复平⾯上按平⾏四边形法⽤向量的相加和相减求得，如图8.2所⽰。
图 8.2(2) 乘除运算——采⽤指数形式或极坐标形式⽐较⽅便。
若则即复数的乘法运算满⾜模相乘，辐⾓相加。
除法运算满⾜模相除，辐⾓相减，如图8.3⽰。
图 8.3 图 8.4(3) 旋转因⼦：由复数的乘除运算得任意复数A 乘或除复数，相当于A 逆时针或顺时针旋转⼀个⾓度θ，⽽模不变，如图 8.4 所⽰。
电子信号的观察与测量
电子信号的观察与测量在电子学中，电子信号是指电子设备中传输和处理信息的电流、电压或电场强度的变化。
电子信号可以分为模拟信号和数字信号两种类型。
模拟信号是连续变化的信号，可以表示为连续的波形，例如声音、光线的强度等。
数字信号是离散的信号，只能取有限个特定的离散值，例如计算机中的二进制信号。
观察和测量电子信号的主要工具包括示波器、频谱分析仪、信号发生器等。
下面将详细介绍这些工具和观察测量电子信号的方法。
示波器是用来观察和测量电子信号波形的仪器。
它将电子信号转换成可见的波形图像，以便人们观察和分析。
示波器的工作原理是通过控制电子束在屏幕上绘制出信号的波形。
示波器可以显示信号的振幅、频率、相位、周期、上升时间、下降时间等参数。
示波器的使用可以帮助我们观察到电子信号的不稳定性、干扰、噪声等问题。
频谱分析仪是用来测量电子信号频谱特性的仪器。
它可以将一个复杂的信号分解成不同频率的成分，并显示在频谱图上。
频谱分析仪可以帮助我们观察到信号的频谱分布、频率分量、谐波、杂散等特性。
频谱分析仪在研究和设计通信系统、音频系统、无线电等领域中广泛应用。
信号发生器是用来产生特定频率、振幅、波形和模式的电子信号的仪器。
它可以模拟不同类型的信号，例如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
信号发生器可以帮助我们生成标准的测试信号，用于测试和校准其他电子设备和电路。
在观察和测量电子信号时首先，选择合适的测量设备和工具。
根据所要测量的信号类型和参数，选择适合的示波器、频谱分析仪、信号发生器等设备。
同时，需要根据测量范围、精度、带宽和采样率等要求进行选择。
其次，进行准确的测量配置。
在测量过程中，需要正确连接电路和设备，并设置合适的测量参数。
例如，选择合适的电压和时间刻度、触发方式和触发电平等。
最后，对测量结果进行分析和评估。
观察和测量到的信号波形、频谱图等结果需要进行分析和评估，以便了解信号的特性、性能和问题。
总之，电子信号的观察与测量在电子学领域中起着关键作用。
电工电子技术第八章集成运算放大电路
8.1 集成运算放大器的简单介绍
• 运算放大器开环放大倍数大，并且具有深 度反馈，是一种高级的直接耦合放大电路。 它通常是作为独立单元存在电路中的。最 初是应用在模拟电子计算机上，可以独立 地完成加减、积分和微分等数学运算。早 期的运算放大器由电子管组成，自从20世 纪60年代初第一个集成运算放大器问世以 来，运算放大器才应用在模拟计算机的范 畴外，如在偏导运算、信号处理、信号测 量及波形产生等方面都获得了广泛的应用。
• 4．在集成电路中，比较合适的电阻阻值范 围大约为100 ~300 Ω。制作高阻值的电阻 成本高、占用面积大并且阻值偏差也较大 （10~20%）。因此，在集成运算放大器中 往往用晶体管恒流源代替高电阻，必须用 直流高阻值时，也常采用外接的方式。
8.1.2 集成运算放大器的简单说明
• 集成运算放大器的的电路常可分为输入级、 中间级、输出级和偏置电路四个基本组成 部分，如图8-1所示。
• 2．信号的输入 • 当有信号输入时，差动放大电路（见图8-5）的工作情况可以分为以下几种情
况。
• （1）共模输入。 • 若两管的基极加上一对大小相等、极性相同的共模信号（即vi1 = vi2），这种
输入方式称为共模输入。这将引起两管的基极电流沿着相同的方向发生变化， 集电极电流也沿相同方向变化，所以集电极电压变化的方向与大小也相同， 因此，输出电压vo = ΔvC1-ΔvC2 = 0，可见差动放大电路能够抑制共模信号。 而上述差动放大电路抑制零点漂移则是该电路抑制共模信号的一个特例。因 为输出的零点漂移电压折合到输入端，就相当于一对共模信号。
u
u
u0 Au 0
0
u+≈u-
（8-2）
• 当反向输入端有信号，而同向端接地时，u+=0，由上式 可见，u-≈u+=0。此时反向输入端的电位近似等于地电位， 因此，它是一个不接地的“地”电位端，通常称为虚地端。
古天祥电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案
古天祥电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案(总31页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第一章测量的基本原理一、填空题1 ．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为 20000 转 / 分钟（假定测试次数足够多）。
其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝ ______ ，实际相对误差＝ ______ 。
答案：2 转 / 分钟，％。
2 ．在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 ________ 和 ________ 。
答案：间接比较法，直接比较法。
3 ．计量的三个主要特征是 ________ 、 ________ 和 ________ 。
答案：统一性，准确性，法律性。
4 ． ________ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。
答案：比对。
5 ．计算分贝误差的表达式为，其中称为 ______ 。
答案：相对误差6 ．指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于 ______ 测量和______测量。
答案：模拟，数字7 ．为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法，如 ______ 法、 ______法、 ______ 法。
答案：微差、替代、交换二、判断题：1 ．狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程（）答案：错2 ．基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。
答案：对3 ．绝对误差就是误差的绝对值（）答案：错4 ．通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压（）答案：错5 ．某待测电流约为 100mA 。
现有两个电流表，分别是甲表：级、量程为 0~400mA ；乙表级，量程为 0~100mA 。
则用甲表测量误差较小。
答案：错6 ．在电子测量中，变频是对两个信号的频率进行乘或除的运算。
电气自动化专升本电路复习 8章 相量法
8－1 将下列复数化为极坐标形式：
（1） F1 = −5 − j5 ；（2） F2
= −4 + j3 ；（3） F3
= 20 + j 40 ；
（4） F4 = j10 ；（5） F5 = −3 ；（6） F6 = 2.78 + j9.20 。
解：（1） F1 = −5 − j5 = a ∠θ
a = (−5)2 + (−5)2 = 5 2
第八章 相量法
求解电路的正弦稳态响应，在数学上是求非齐次微分方程的特解。引用相量 法使求解微分方程特解的运算变为复数的代数运运算，从儿大大简化了正弦稳 态响应的数学运算。
所谓相量法，就是电压、电流用相量表示，RLC 元件用阻抗或导纳表示，画 出电路的相量模型，利用 KCL,KVL 和欧姆定律的相量形式列写出未知电压、电 流相量的代数方程加以求解，因此，应用相量法应熟练掌握 ：（1）正弦信号的 相量表示；（2）KCL,KVL 的相量表示；（3）RLC 元件伏安关系式的相量形式；（4） 复数的运算。这就是用相量分析电路的理论根据。
F1
10∠ − 73o F5 = 5∠ −180o
= 2∠ − 73o + 180o = 2∠107o
8－6 若已知。 i1 = −5 cos(314t + 60o )A,i2 = 10 sin(314t + 60o ) A, i3 = 4 cos(314t + 60o )A
（1） 写出上述电流的相量，并绘出它们的相量图； （2） i1与 i2 和 i1与 i3 的相位差； （3） 绘出 i1的波形图； （4） 若将 i1表达式中的负号去掉将意味着什么？ （5） 求 i1的周期 T 和频率 f。 解：（1） i1 = −5 cos(314t + 60o ) = 5cos(314t + 60o − 180o ) = 5cos(314t −120o )
模拟电子技术---第七章 信号处理电路
当 f f 0 时，上式可以化简为
Au ( f fo ) Auf j(3 Auf )
定义有源滤波器的等效品质因数Q值
1 Q 3 Auf
Au Auf 1 ( f 2 1 f ) j f0 Q f0
e
u y / UT
1
i C5
(1-30)
§7.2
i C1 i C2
i 类似可得： C4
模拟乘法器
e e
u y / UT u y / UT
1
i C3 i C 6 th
1 uy
i C 5 i C 5 th
uy 2U T
i C5 i C6
将上式代入，得：
2U T ux I 0 th 2U T
的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。
(1-17)
§7.1
有源虑波器
3. 二阶高通有源滤波器(HPF) 二阶压控型有源高通滤波器的电路图
(1-18)
§7.1
(1)通带增益
RF Auf =1+ R1
有源虑波器
(2)传递函数
(sCR ) 2 Auf U o ( s) A(s )= U i ( s) 1 (3 Auf ) sCR (sCR) 2
当ux<<2UT，uy<<UT时有：
uy ux u 0 R C I 0 th .th 2U T 2U T
u 0 R C I0 u x .u y 4U T
2
(1-31)
§7.2
模拟乘法器
集成模拟乘法器——F1596.MC1596
(1-32)
§7.2
电子技术实训 第8章 电子技术设计与训练
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电子技术实训
四、调试
1、根据设计要求和原理电路，合理选择器件。 R12 、 C6 的值决定延迟时间，可通过试验确定。本实验所用元件可延迟 2~3min 。 晶 闸 管 选 择 400V 、 lA ， D1~D4 整 流 管 的 耐 压 应 比 较 高 ， 可 用 1N4007。 2、利用所选择器件组装电路，通电后, 调节R12、C6的值决定延迟时间， 使在夜间受声音控制，白天始终为“关”状态。灯亮约两分钟后自动关闭。
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电子技术实训
课题二 函数发生器的设计
一、设计目的 1、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点； 2、 进一步掌握波形参数的测试方法 ； 3、通过本课题设计，掌握方波、三角波、正弦波函数发生器的设计方法与 调试技术； 4、学会安装与调试电子线路，学会使用集成函数发生器。 二、设计要求 1、根据技术指标要求及实验室条件自选方案设计出原理电路图，分析工作 原理，计算元件参数。设计完成方波、三角波、正弦波发生器。 2、主要技术指标 （1）频率范围 10Hz~10kHz （2）频率控制方式 通过改变RC时间常数手控信号频率 （3）输出电压 正弦波UPP≈3V 幅度连续可调； 三角波UPP≈5V 幅度连续可调； 方波UPP≈14V 幅度连续可调。 （ 4）波形特性 方波占空比可调、三角波斜率可调、正弦波失真度可调
电子技术实训
四、调试 1、电表作电压、电流或电阻测量时，进行量程切换时应用开关切换，
但实验时可用引接线切换。 2 、在连接电源时，正、负电源连接点上各接大容量的滤波电容器和 0.01uF～0.1uF的小电容器，以消除通过电源产生的干扰。 3、电表的电性能测试要用标准电压、电流表校正，欧姆表用标准电阻 校正。要求不高时，建议用数字式4位万用电表作为标准表。 4、设计供电用的直流稳压电源（参照第四章第七节）。 五、参考实验设备及元器件 1 1、 数字式4 位万用电表 2、表头 灵敏度为lmA，内阻为100Ω 2
大学电路第五版知识总结第八章
②测量中，交流测量仪表指示的电压、电流读 测量中，交流测量仪表指示的电压、 数一般为有效值。 数一般为有效值。 ③区分电压、电流的瞬时值、最大值、有效值的 区分电压、电流的瞬时值、最大值、 符号。 符号。
i , Im , I , u, Um , U
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8-3 相量法的基础
i(t) = Im cos(ω t +φ ) = 2I cos(ω t +φ )
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同理， 同理，可得正弦电压有效值与最大值的关系
1 U = Um 2
或
Um = 2U
若交流电压有效值为 U=220V ，
注意
U=380V 其最大值为 Um≈311V Um≈537V
工程上说的正弦电压、 电流一般指有效值， ① 工程上说的正弦电压 、 电流一般指有效值 ， 如 设备铭牌额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、 设备铭牌额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、 耐压值指的是最大值。因此，在考虑电器设备的耐 耐压值指的是最大值。因此， 压水平时应按最大值考虑。 压水平时应按最大值考虑。
规定： |ϕ | <π (180°) 规定：
等于初相位之差
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ϕ >0， u超前 ϕ 角，或i 滞后 u ϕ 角 (u 比 i 先 超前i ， 超前
到达最大值) 到达最大值)。
ϕ <0， i 超前 u ϕ 角，或u 滞后 i ϕ 角（ i 比 u 先 ，
到达最大值）。 到达最大值）。 u, i u i
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光电检测技术及应用 第8章光电检测常用电路
z2
r22
(wL2
1 )2 wC2
r2
1 2
arctg
(wL2
1 wC 2
r2
)
w0 L2 r2
w w0
1 r2 w0C2
w0 w
Q2
(
w w0ห้องสมุดไป่ตู้
w0 w
)
Q2
2w w0
Q2
w0 L2 r2
为二次侧回路的品质因数，
称为广义失调
量，Z2为二次侧回路的阻抗。
w w w0 为角频率变化量。I2 的相位较U1 滞后 ，它在
电二极管处于接近开路状态，
可以得到与开路电压成正比例
的输出信号即
，A = R2 R1
v
R1
根据（8-1）式代入得
V0 AV Voc
V0
AV
kT q
ln(Se E / I 0 )
四、光电器件与集成运算放大器的连接
（3）阻抗变换型
电路的输出电压
V0 I sc R f R f Se E
当实际的负载电阻 RL 与放大器连接时，RL 远远大于R0 ，则负
常见的鉴频器有斜率鉴频器、相位鉴频器、 比例鉴频器等，对这些电路的要求主要是非线 性失真小，噪声门限低。
1．斜率鉴频器 斜率鉴频器是属于调幅调频变换型。它先通
过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波 瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检 波器进行振幅检波。
图8-10 斜率鉴频器原理框图及各环节波形图
二、放大器设计中频率及带宽的确定 在实际系统中，从提高信噪比考虑，很少
要求精确保持波形，而按实际需要适当牺牲高 频成分，保持必要的脉冲特性。图8-4说明了 所需保持波形和电路3dB带宽△f之间的关系。
电子技术常见知识点
电子技术常见知识点一、二极管1、二极管符号：2、二极管的工作特性〔1〕二极管具有单向导电性加正向电压二极管导通将二极管的正极接电路中的高电位，负极接低电位，称为正向偏置〔正偏〕。
此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。
加反向电压二极管截止将二极管的正极接电路中的低电位，负极接高电位，称为反向偏置〔反偏〕。
此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。
〔2〕二极管的特性曲线正向特性当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，根本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性的“死区〞，一般硅二极管的“死区〞电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。
当正向电压超过“死区〞电压后，二极管的电阻变得很小，二极管处于导通状态，二极管导通后两端电压降根本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。
反向特性反向截止区二极管加反向电压时，仍然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。
漏电流根本不随反向电压的变化而变化，称为反向截止区。
反向击穿区当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象。
实际应用时，普通二极管应防止工作在击穿范围。
3、二极管的检测〔1〕万用表置于R×1k挡。
测量正向电阻时，万用表的黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。
〔2〕万用表置于R×1k挡。
测量反向电阻时，万用表的红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极。
〔3〕根据二极管正、反向电阻阻值变化判断二极管的质量好坏。
4、光电二极管的检测使光电二极管处于反向工作状态，即万用表黑表笔接光电二极管的负极，红表笔接其正极，在没有光照射时，其阻值应在数十kΩ至数百kΩ，该电阻值称为暗电阻。
再将光电二极管移到光线明亮处，其阻值应会大大降低，万用表指示值通常只有数kΩ，该电阻值称为亮电阻。
5、二极管整流电路〔1〕半波整流当输入电压为正半周时，二极管VD因正向偏置而导通，在负载电阻上得到一个极性为上正下负的电压。
模拟电子技术基础第四版课后答案第八章
第8章波形的发生和信号的转换自测题一、改错：改正图所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。
要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。
(a) (b)图解：(a)加集电极电阻R c及放大电路输入端的耦合电容。
(b)变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同名端。
二、试将图所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。
图解：④、⑤与⑨相连，③与⑧ 相连，①与⑥ 相连，②与⑦相连。
如解图所示。
解图三、已知图(a)所示方框图各点的波形如图(b)所示，填写各电路的名称。
电路1为正弦波振荡电路，电路2为同相输入过零比较器，电路3为反相输入积分运算电路，电路4 为同相输入滞回比较器。
(a)(b)图四、试分别求出图所示各电路的电压传输特性。
(a) (b)图解：图(a)所示电路为同相输入的过零比较器；图(b)所示电路为同相输入的滞回比较器，两个阈值电压为±U T =±U Z。
两个电路的电压传输特性如解图所示。
解图五、电路如图所示。
图(1)分别说明A 1和A 2各构成哪种基本电路； (2)求出u O1与u O 的关系曲线u O1=f (u O )； (3)求出u O 与u O1的运算关系式u O =f (u O1)； (4)定性画出u O1与u O 的波形；(5)说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变？解:(1)A 1：滞回比较器；A 2：积分运算电路。
(2)根据12111112121()02P O O O O N R R u u u u u u R R R R =⋅+⋅=+==++可得：8T U V ±=±u O1与u O 的关系曲线如解图 (a)所示。
(3) u O 与u O1的运算关系式1211121141()()2000()()O O O O O u u t t u t u t t u t R C=--+=--+ (4) u O1与u O 的波形如解图(b)所示。
模拟电子技术基础课件第8章集成运算放大电路的线性应用
3.差动输入特点
利用“虚短”、“虚断 ”和叠加原理，并利用静 态 平 衡 条 件 （ R1=R2 ， R3=RF ），可以求出Uo 与 Ui2和Ui1的差成比例。
输出电压Uo只与输入的差模部分有关，输入的共 模电压和运放偏置电流引起的误差被消除 。
17
电路静态平衡条件
由于集成运放输入级一般 采用差动电路，要求输入电 路两半的参数对称。 Rn=Rp Rn ：运放反相端到地之间 向外看的等效电阻； Rp：运放同相端到地之间 向外看的等效电阻。
Ri 100k
可以看出，该电路的比例系数为-50,输入电 阻得到了提高而反馈电阻不必很大。
30
8.2.3 加减运算电路
1. 加法运算电路 （1）反相端输入
U U 0
1) 节点电流法求解：
I f I i1 I i 2 I i 3 U i1 U i 2 U i 3 R1 R2 R3
2
本章的重点和难点
重点: 掌握基本运算电路（比例、加减、积分、 微分、对数、指数、乘法、除法）运算电路的 工作原理和运算关系，利用“虚短”和“虚断 ”的概念分析这些运算电路输出电压和输入电 压的运算关系。 理解模拟乘法器在运算电路中的应用。
3
本章的重点和难点
难点： 运算电路运算关系的分析和识别；对数、指 数运算电路和有源滤波电路的分析计算。
RF 整理得： O U i U R
输入电阻： Ri R
输出电阻：Ro 0
电压并联负反馈
R R // R f
'
20
2．同相比例运算电路
U U Ui
I I 0
U 0 Uo U R RF
整理得：
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第8章 信号的运算、测量及处理电路
8.1.2 加法运算电路
1．反相输入加法运算电路 (1)电路组成
R 2R 1/1R /1/2R /1/3R /F
(2)输出电压与输入电压的关系
反相输入端为“虚地”点，所以
i11
Rf R11
ui1
i12
Rf R12
ui 2
i13
Rf R13
ui 3
(5)T形网络反相比例运算电路 由于“虚断”，i+= 0，u+ = 0； 由于“虚短”， u- = u+ = 0 由 i1 = i2 ，得
ui -u- u- -uA
R1
R2
uA
-
R2 R1
ui
uA
R2 R4 R3 R2 R4
uo
uo
R2 -
h
R3
R2 R3 R4
R1
ui
7
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uo1=–ui1=－10ui1
uo=10ui1－2ui2 －5ui3
h
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2．同相输入加法运算电路 (1)电路组成
• (2)输出电压与输入电压的关系
• 对运放同相输入端的电位u+可 用叠加原理求得：
• 当ui1单独作用时
u'
(R12//R')ui1 R11(R12//R')
ui1
uo 2 1R R F 1 u 1R R F 1 R 2R 3R 3ui2
h
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第8章 信号的运算、测量及处理电路
因此
uo=uo1+uo2=
1R R1f R2R 3R3ui2-R R1f ui1
• 当R2=R1和R3=Rf时
uo
-Rf R1
(ui1
-ui2)
当输入电压为阶跃信号时， 输出电压为尖脉冲
当输入电压为正弦信号
ui Umsi nt
则输出电压
uo- U m R FC co ts
uo的输出幅度将随频率的增加
而线性地增加，说明微分电路
对高频噪声特别敏感，故它的
抗干扰能力差。
h
29
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(3)改进型的微分电路 在正常的工作频率范围内
• 3)由于电路引入深度电压串联负反馈，电路的输入电 阻高，输出电阻很低。
h
11
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例8.1.3 电路如图8.1.7所示，写出输出电 压与输入电压的关系。
uo
(1
RF R1
)u
因为
u
R3 R2 R3
ui
所以
uo (1R RF 1)R2R3R3ui
电压放大倍数
Auui1u -oui2
-(1m)
h
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第8章 信号的运算、测量及处理电路
8.1.4 积分和微分运算电路
• 1.积分运算电路
(1)电路组成
(2)输出电压与输入电压的关系
由于u-=u+=0，有
i1
ui R1
iCCf
ddu ct-Cf
du o dt
i1 iC
uo-uC-C 1F iCd t-R 11 Cf uidt
ui ii
R1R2 R1 -8R2
第8章 信号的运算、测量及处理电路
1.同相比例运算电路
(1)电路组成 R2 = R1 // RF
(2)输出电压uo与输入电压ui的关系
由于“虚断”，i+= 0，u+ = 0；
由于“虚短”， u- = u+ = ui
由 i1 = iF ，得
ui -u- u- -uo
h
5
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例8.1.1 如图8.1.2所示电路中，已知Rf=10KΩ， R1=5KΩ，ui=4V，试求输出电压uo。
解：
uo1-R R11ui -ui -4V
uo-R R 1 f uo1-1 5hu 0o11 5 04V8V 电气与电子工程6 学院
第8章 信号的运算、测量及处理电路
第8章 信号的运算、测量及处理电路
• (4)特点
• 1)输出电压与输入电压是比例运算关系，输出电压与 输入电压相位相反。
• 2)集成运放的两个输入端u–和u+相等并等于0，反相 输入端没有接“地”，而是“虚地”。故没有共模输 入信号。
• 3)由于电路引入深度电压并联负反馈，电路的输入电 阻不高，输出电阻很低。
h
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• 当ui2单独作用时
u"
(R11//R')ui2 R12(R11//R')
运放同相输入端的电位
u u ' u "R ( 1 R 1 1( /R 2R 1 /'/)2 u R /i'1 ) R ( 1 R 1 2( /1 R R /1'/)1 u R /i'2 )
电压放大倍数
Au
-
Rf R1
在电路元件参数对称的条件下，该电路的差模输入电阻为
ri 2R1
当R1=R2=Rf=R3时，得
h
uo=（ui2–ui1）
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• 3．特点
• 1)输出电压与两个与输入电压之差成比例，放大倍数 仅取决于Rf、R1、R2、R3的值，与集成运放内部参数 无关。
R1
1
C
1
C1
RF
R1、C1对微分电路的影响很小
但当频率高到一定程度时，R1和C1的作用就很明显，主 要是使闭环放大倍数降低，从而抑制了高频噪声。同时
RFC1形成一个超前环节，对相位进行补偿，提高了电路的
R1
Rf
Au
uo ui
- Rf h RI
3
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8.1.1 比例运算电路
1.反相比例运算电路
Au
uo ui
- Rf R1
当 R1 ＝ RF 时，Au = -1 ——反相器
(3)输入电阻
由于反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为
Ri =hR1
4
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• 3)该电路可以很方便地计算增加或减少输入信号个数
时的输出电压值，并且，当改变某一输入回路的电阻
时，仅仅改变了输出电压和该输入电压之间的比例关
系，调解比较方便。
h
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• 例8.1.4 电路如图所示，求输出电压uo与各输入电压 的运算关系。
• 解: •
uo-(R RF 1ui R11 CF uid)t
h
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4)求和积分运算电路
i11
u i1 R11
i12
ui2 R12i13ui3 R13iF
-CF
duo dt
iF=i11+i12+i13
u o - (R 1 1 C 1 Fu i1 d t R 1 1 C 2 Fu i2 d t R 1 1 C 3 Fu i3 d )t
h
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• （3）特点
• 1)输出电压与输入电压成比例求和运算关系，输出电 压与输入电压相位相同。
• 2)集成运放的两个输入端电压相等不等于0，不存在 “虚地”现象，该电路存在共模输入电压，因此该电 路的应用不如反相求和电路广泛。
• 3)该电路的RP与各输入回路的电阻都有关，当改变某 一输入回路的电阻以达到给定的关系时，其他各路输
Um sintdt
uO
Um
Um cos t
RC
O
RC
t
可见，输出电压的相位比输入电压的相位领先 90 。 因此，此时积分电路的作用是移相。
h
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3)比例—积分调节器
u- u 0
iF
i1
ui -uR1
ui R1
uo-u--R FiF-uc-R FiF-C 1 F iFdt
• 2)运算电路的两个输入端电压相等，不存在“虚地” 现象，该电路存在较高的共模输入电压，为了保证运 算精度，应当选用共模抑制比高的运算放大器。
• 3)电路的输入电阻不高，输出电阻很低。
• 4)电路对元件的对称性要求比较高，否则，计算结果
不仅有误差，而且将产生共模电压输出，降低共模抑
制比。
h
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h
2
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8.1.1 比例运算电路
1.反相比例运算电路
(1)电路组成 R2 = R1 // RF
(2)输出电压uo与输入电压ui的关系 由于“虚断”，i+= 0，u+ = 0；
由于“虚短”， u- = u+ = 0
——“虚地”
由 iI = iF ，得
ui -u- u- -uo
uo
1
Rf R1
u
u o 1 R R 1 f R (1 R 1 1(/2 R R 1 /'/2 )u R /i1 ')R (1 R 2 1(/1 R R /1'/) 1u R /i2 ') uoR R1p1ui1R R1p2ui21R R1 f