电路与电子学9信号运算处理及波形发生电路
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电子技术第十章1(信号运算、处理及波形产生电路)
发展趋势
随着电子技术的不断发展，未来信号处理领域将更加依赖 于电子技术，如数字化、集成化、智能化等方向的发展， 将进一步提高信号处理的性能和效率。
要点二
挑战
随着信号处理需求的不断增长，电子技术面临的挑战也越 来越大，如如何提高信号处理的实时性、精度和稳定性， 如何实现更复杂、更高质量的信号处理等。
THANKS FOR WATCHING
VS
详细描述
通过实验，掌握信号的基本运算方法，如 加法、减法、乘法、积分和微分等，了解 信号运算在电子系统中的应用。
滤波器设计实验
总结词
理解滤波器的工作原理及设计方法
详细描述
通过实验，深入理解滤波器的工作原理及设 计方法，掌握不同类型滤波器的性能参数和 适用场景，了解滤波器在信号处理中的应用。
波形产生电路搭建实验
积分器
总结词
具有正向输入端和反向输入端
详细描述
积分器通常具有正向输入端和反向输入端。正向输入端与输出端之间通过电容连接，反向输入端与地之间也通过 电容连接。当输入信号作用于正向输入端时，输出信号等于输入信号与时间t的乘积，即对输入信号进行积分运 算。
积分器
总结词
在电子技术中广泛应用
详细描述
积分器在电子技术中具有广泛的应用，如控制系统、滤波器、模拟电路等领域。通过将信号进行积分 运算，可以实现信号的平滑处理、滤波等效果，满足各种不同的应用需求。
电子技术第十章1(信 号运算、处理及波形 产生电路)
目 录
• 信号运算电路 • 信号处理电路 • 波形产生电路 • 应用实例 • 实验与操作 • 总结与展望
01
信号运算电路
加法器
总结词
实现信号相加的电路
详细描述
随着电子技术的不断发展，未来信号处理领域将更加依赖 于电子技术，如数字化、集成化、智能化等方向的发展， 将进一步提高信号处理的性能和效率。
要点二
挑战
随着信号处理需求的不断增长，电子技术面临的挑战也越 来越大，如如何提高信号处理的实时性、精度和稳定性， 如何实现更复杂、更高质量的信号处理等。
THANKS FOR WATCHING
VS
详细描述
通过实验，掌握信号的基本运算方法，如 加法、减法、乘法、积分和微分等，了解 信号运算在电子系统中的应用。
滤波器设计实验
总结词
理解滤波器的工作原理及设计方法
详细描述
通过实验，深入理解滤波器的工作原理及设 计方法，掌握不同类型滤波器的性能参数和 适用场景，了解滤波器在信号处理中的应用。
波形产生电路搭建实验
积分器
总结词
具有正向输入端和反向输入端
详细描述
积分器通常具有正向输入端和反向输入端。正向输入端与输出端之间通过电容连接，反向输入端与地之间也通过 电容连接。当输入信号作用于正向输入端时，输出信号等于输入信号与时间t的乘积，即对输入信号进行积分运 算。
积分器
总结词
在电子技术中广泛应用
详细描述
积分器在电子技术中具有广泛的应用，如控制系统、滤波器、模拟电路等领域。通过将信号进行积分 运算，可以实现信号的平滑处理、滤波等效果，满足各种不同的应用需求。
电子技术第十章1(信 号运算、处理及波形 产生电路)
目 录
• 信号运算电路 • 信号处理电路 • 波形产生电路 • 应用实例 • 实验与操作 • 总结与展望
01
信号运算电路
加法器
总结词
实现信号相加的电路
详细描述
9_信号处理和信号产生电路
第九章 信号处理与信号产生电路
9.1 滤波电路的基本概念与分类
滤波电路
— 让有用频率信号通过，无用频率信号被抑制的电路。
分类： 按处理 方法分
硬件滤波 软件滤波
按构成 器件分
无源滤波器 有源滤波器
2020/5/12
按所处理 信号分
模拟滤波器 数字滤波器
按频率 特性分
低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器
3.电压传输特性的三要素
(1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。
(2)阈值电压的数值UT。
(3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。
2020/5/12
二、理想运放的非线性工作区
在电压比较器中，集成运放不是工作在开环 状态，就是工作在正反馈。
集成运放的电压传输特性
uO +UOM
2020/5/12
2020/5/12
5、检查是否正确
2020/5/12
6、生成电路
2020/5/12
2020/5/12
7、仿真分析
2020/5/12
9.5 正弦波振荡器的振荡条件
Xa Xi Xf
当X aXf时，即 X i 使 0，
(a)
Xo也能维持输出。
X X af AFX X aoX X of 1
上式中 A A aAcoas
理想滤波器的频率特性
按传递 函数分
一阶滤波器
二阶滤波器 :
N 阶滤波器
20lg A·u
20lg A·u
20lg A·u
20lg A·u
通 阻 阻通
阻 通 阻 通阻通
低通 f 高通 f 带通 f 带阻 f
2020/5/12
9.1 滤波电路的基本概念与分类
滤波电路
— 让有用频率信号通过，无用频率信号被抑制的电路。
分类： 按处理 方法分
硬件滤波 软件滤波
按构成 器件分
无源滤波器 有源滤波器
2020/5/12
按所处理 信号分
模拟滤波器 数字滤波器
按频率 特性分
低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器
3.电压传输特性的三要素
(1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。
(2)阈值电压的数值UT。
(3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。
2020/5/12
二、理想运放的非线性工作区
在电压比较器中，集成运放不是工作在开环 状态，就是工作在正反馈。
集成运放的电压传输特性
uO +UOM
2020/5/12
2020/5/12
5、检查是否正确
2020/5/12
6、生成电路
2020/5/12
2020/5/12
7、仿真分析
2020/5/12
9.5 正弦波振荡器的振荡条件
Xa Xi Xf
当X aXf时，即 X i 使 0，
(a)
Xo也能维持输出。
X X af AFX X aoX X of 1
上式中 A A aAcoas
理想滤波器的频率特性
按传递 函数分
一阶滤波器
二阶滤波器 :
N 阶滤波器
20lg A·u
20lg A·u
20lg A·u
20lg A·u
通 阻 阻通
阻 通 阻 通阻通
低通 f 高通 f 带通 f 带阻 f
2020/5/12
波形的发生与信号的转换
f0max
2
1 10103 0.01106
1.59kHz
模拟电子技术
例二：电路如图所示，稳压管DZ起稳幅作用，其稳定电 压±UZ=±6V。试估算： （1）输出电压不失真情况下的有效值；
（2）振荡频率。
解: (1) 由幅值条件， 得 Rf 2R1
UZ 2UR1
而 UO UZ UR1 1.5UZ
4)起振条件
A• F• 1 （略大于1）
•
F
1
3
A 1 Rf 3
R1
Rf 2R1
Rf 不能太大，否则 正弦波将变成方波
模拟电子技术
5)稳幅措施
为使电路 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。
热敏电阻稳幅
负温度系数
正温度系数
T Rf Auf (1 Rf / R1 )
模拟电子技术
思考：电路如图所示。 （1）为使电路产生正弦波振荡，标出集成运放的“＋”和“－”；并说
明电路是哪种正弦波振荡电路。 （2）若R1短路，则电路将产生什么现象？ （3）若R1断路，则电路将产生什么现象？ （4）若RF短路，则电路将产生什么现象？ （5）若RF断路，则电路将产生 什么现象？
模拟电子技术
f
arcta33nωjj(当(ω/ ωFωR.10C1=3=ω1ωω/0030R/1时)ωC
)
0
90
ω0= 0ºω
2. RC 桥氏振荡电路 1) 组成：
F = 0º
2) 电路：
模拟电子技术
同相 放大器
A = 2n
Rf R1
U•
R
i
C
U• f
U• o
CR
信号运算与处理电路71页PPT
2019/9/21
回首页
2
7.1.2 理想运放的两个工作区
第7章 信号的运算和处理
_∞
uo
uN ui
+
uP
+
uoma xUOM VCC
2019/9/21
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3
第7章 信号的运算和处理
例:设电源电压±VCC=±10V。运放的AOd=106,求ui
ui A uood1106V 00.0m 1 V
2019/9/21
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31
第7章 信号的运算和处理
7.2.5 实际运放电路的误差分析
• 共模抑制比KCMR为有限值的情况 • 输入失调电压VIO、输入失调电流IIO
不为零时的情况
2019/9/21
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32
1. 共模抑制比KCMR为有限值的情况
同相比例运算电路
第7章 信号的运算和处理
vP vI
另一种同相比例运算电路
第7章 信号的运算和处理
Rf
R1 ui
_
+ +
uN uP
uN
uP
R3 R2 R3
ui
分压
R2
Rf
uo
(1
Rf R1
)uN
R1
ui
R2
_
+ +
uo
uo(1R Rf1)(R2R3R3)ui
R3
如果令 R f R 3 R1 R2
uo
Rf R1
ui
uP uN 0 虚地!
R1
ui1
i1
R2
ui2
i2
if
Rf
第9章信号的运算、处理及波形发生电路
Rf Rf U o ( U I1 U I 2 R1 R2 比较得： Rf Rf 5 1 R1 R2
Rf U I3 ) R3
Rf 4 R3
选 R1=20kΩ ， 则 Rf=100kΩ ，R2=100kΩ ， R3=25kΩ 。 Rb=R1//R2//R3//Rf≈10kΩ
Uo
若 Rf=R1， 则 输 出 电压与输入电压相位 相反，大小相等，称 为反相器。
Rf
R1
I-
If _ Uo
+ I 1 I+ UI _ U+ + Rb
反 相比例 电路是 电 压 负 反馈 ， 理想 情 况下 Rof=0
输入电阻:
图9.1 反相比例电路
UI Rif R1 I1
2.同相比例电路 理想情况下，存在 U=U+“ 虚短”关系，由 于 I-=I+=0， 所 以 有 U+=UI
图9.2 同相比例电路
R1
_ +
Rf
+ U _I
Rb
同相比例电路是电压负 反馈，理想情况下 Rof = 0 + 是 串 联 负 反 馈 ， 所 以 闭 Uo _ 环输入电阻：
+ _
图9.2 同相比例电路
UI Rif I1
_ + U _I + + Uo _
Rf U o U I (1 ) R1
I-=0 I+=0
UU+
_
Aod
+ Uo
U id I- I 0 rid
理想集成运算放大器
总之，U-≈U+，I-≈I+≈0是两条重要结论， 用以分折各种运算放大器的线性应用电 路。
波形发生电路知识点总结
波形发生电路知识点总结1. 波形类型常见的波形类型有以下几种：正弦波：具有周期性和连续性的波形，是最基本的波形之一。
在交流电路中经常使用。
方波：由高电平和低电平组成的矩形波，具有快速上升和下降的特点。
适用于数字信号传输和逻辑电路输出。
三角波：呈现出线性上升和下降的波形，广泛应用于音频设备、振荡器等领域。
锯齿波：呈现出线性上升和垂直下降的波形，适用于音频合成、频率分割等领域。
2. 基本波形发生电路基本波形发生电路可以通过适当的组件连接和操作产生所需的波形信号。
其中常用的波形发生电路包括：正弦波发生电路：通过RC振荡电路或晶体管振荡电路可以实现正弦波发生。
振荡电路的频率和幅度可以通过调节电路元件来实现。
方波发生电路：使用运放、比较器、多谐振荡器等电路可以实现方波波形的发生。
三角波发生电路：利用多谐振荡器、反相积分电路等可以产生三角波波形。
锯齿波发生电路：通过简单的积分电路和反相放大电路可以实现锯齿波波形的发生。
3. 信号发生电路信号发生电路是指利用电子元器件产生特定频率和幅度的波形信号。
信号发生电路被广泛应用于音频、视频设备、通信系统中。
常见的信号发生电路包括：电压控制振荡器（VCO）、频率合成器、数字信号发生器等。
VCO是一种基于电压控制的振荡电路，可以通过改变输入电压来调节输出频率。
VCO广泛应用于频率调制解调、PLL锁相环等领域。
频率合成器是一种将基础的频率信号合成成其他频率信号的电路。
频率合成器可以通过相位锁定环（PLL）等原理实现。
数字信号发生器是一种通过数字信号处理技术产生特定波形信号的设备。
数字信号发生器可以产生各种波形，实现高精度的信号发生。
4. 波形发生电路中的限制条件波形发生电路在工作过程中需要满足一定的限制条件，以确保电路正常工作。
常见的限制条件包括：稳定性：波形发生电路需要保持稳定的工作状态，不受外部环境的影响。
频率范围：不同类型的波形发生电路有不同的工作频率范围，需要符合设计要求。
ch09信号运算处理及波形发生电路
if Rf
ui
T ic _
A
uo
+
Rb
uo i f R f I S R f eui /UT
反对数运算是对
数运算反运算，反对 数运算电路是将对数 运算电路中的二极管 （或三极管）与电阻 的位置进行互换完成 的。
ui
u BE
ic
i f
第九章 信号运算、处理及波形发
9-25
五、乘除运算电路
R1
i11
iF
Rf
_
A
+
Rb
u u 0
i i i
11
12
F
uo
u0
( R f R1
ui1
Rf R2
ui2 )
第九章 信号运算、处理及波形发
9-10
（二）、同相加法电路
R1
RF
u+ = ui1 则电压放大倍数为：
_
u i1
R21
A
+
ui2
R22
u0
(1
RF R1
)u
+ uo
第九章 信号运算、处理及波形发
9-22
iF R
i1 C
ui
_
A
+
R2
uo
uo
RC
du i dt
ui
若输入： ui sint
0
t
则： uo RC cost
uo
RC sin(t 90 )
0
t
第九章 信号运算、处理及波形发
9-23
四、对数和反对数运算电路
(一)、对数运算电路
第9章 信号的运算与处理电路PPT课件
+
长江大学电信学院
uo1 R3 uA uRI14
uB uI2
iA- =0, iB- =0
R2、R- 1A、3 R2三个电阻可视为串联
uo1 + uo2uA uouBui1ui2
R3 2R2R1 R1
R1
uo2
R4
uo2 uo1
2R2 R1 R1
(ui2
ui1)
14
电路
例 与模拟
电子
9.1.2
图示电路为具有高输入阻抗、低输出阻抗的仪用放
线性区
为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：
理想运放工作在线性区的条件：
RF
电路中有负反馈！
iI R
iF
-
运放工作在线性区的分析方法： uI 虚短（u+=u-）
u- i- A
u+
+
i+
R
uO
虚断（ii+=ii-=0）
长江大学电信学院
4
电路
与模拟 预备知识
电子
非线性区
运放工作在非线性区的条件：
大器，试证明 : uoR R3 412R R12(uI1uI2)
uI1 A B
uI2
+
A1
-
R1 R2 R2
-
A2
+
uo1 R3
R4
-
A3
+
R3
uo2 R4
uo2 uo1
2R2 R1 R1
(ui2
ui1)
uo
uo
R3 R4
(uo2
uo1)
长江大学电信学院
uoR R3412R R12(uI1uI2)
长江大学电信学院
uo1 R3 uA uRI14
uB uI2
iA- =0, iB- =0
R2、R- 1A、3 R2三个电阻可视为串联
uo1 + uo2uA uouBui1ui2
R3 2R2R1 R1
R1
uo2
R4
uo2 uo1
2R2 R1 R1
(ui2
ui1)
14
电路
例 与模拟
电子
9.1.2
图示电路为具有高输入阻抗、低输出阻抗的仪用放
线性区
为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：
理想运放工作在线性区的条件：
RF
电路中有负反馈！
iI R
iF
-
运放工作在线性区的分析方法： uI 虚短（u+=u-）
u- i- A
u+
+
i+
R
uO
虚断（ii+=ii-=0）
长江大学电信学院
4
电路
与模拟 预备知识
电子
非线性区
运放工作在非线性区的条件：
大器，试证明 : uoR R3 412R R12(uI1uI2)
uI1 A B
uI2
+
A1
-
R1 R2 R2
-
A2
+
uo1 R3
R4
-
A3
+
R3
uo2 R4
uo2 uo1
2R2 R1 R1
(ui2
ui1)
uo
uo
R3 R4
(uo2
uo1)
长江大学电信学院
uoR R3412R R12(uI1uI2)
信号运算与处理电路教材教学课件
应用场景
加法运算电路常用于信号 叠加、滤波、音频处理等 场合。
减法运算电路
电路组成
减法运算电路同样由运算放大器、 电阻和反馈网络组成，但与加法 运算电路不同的是，减法运算电 路具有两个输入端。
工作原理
减法运算电路将两个输入信号进行 相减，输出结果为两信号的差值。
应用场景
减法运算电路常用于信号比较、差 分放大、信号调理等场合。
02
它包括信号的放大、滤波、变换 、检测、调制、解调等基本运算 和处理功能。
信号运算与处理电路的分类
模拟信号运算与处理电路
主要对模拟信号进行放大、滤波、变换等处理，如运算放大器电路、滤波器电 路等。
数字信号运算与处理电路
主要对数字信号进行逻辑运算、算术运算、存储、传输等处理，如数字逻辑电 路、微处理器电路等。
信号运算与处理电路教材教学课件
目 录
• 信号运算与处理电路概述 • 信号运算电路 • 信号处理电路 • 信号转换电路 • 信号运算与处理电路的分析与设计 • 信号运算与处理电路的应用实例
01 信号运算与处理电路概述
信号运算与处理电路的定义
01
信号运算与处理电路是指对模拟 信号或数字信号进行各种运算和 处理的电子电路。
DAC芯片介绍
详细介绍数模转换芯片 （DAC）的工作原理、主 要参数和性能指标。
数模转换电路实例
通过实例分析，展示数模 转换电路的设计方法和实 际应用。
模数转换电路
模数转换原理
阐述模拟信号转换为数字信号的基本原理，包括 采样、保持、量化和编码等步骤。
ADC芯片介绍
详细介绍模数转换芯片（ADC）的工作原理、主 要参数和性能指标。
滤波电路的设计要点
《电路与模拟电子技术》第二版 第九章习题解答
第九章 信号的运算与处理电路9.1 求题9.1图所示电路中的01u 、02u 和o u 。
解：A 1构成反相比例电路I I L u u u u 10101010001-=-=-=A 2构成同相比例电路I I u u u 11)101001(02=+=u 0=u 01-u 02=-21u I9.2 试证明题9.2图所示电路的输出电压))(1(1221I I o u u R R u -+=。
解：A 1构成同相比例电路11201)1(I u R R u +=由虚短可得 u 2-=u I2， 由虚断可得122201R u u R u u -=--将前二式代入上式可得))(1(12210I I u u R R u -+=9.3 求题9.3图所示运算电路的输入输出关系。
题9.1图题9.2图解A 1构成反相比例电路，A 2则构成反相加法电路 11011010100I I u u u -=-=212010210)5101010(I I I u u u u u -=+-=9.4 求题9.4图所示运算电路的输出电压。
设Ω==k R R 1021，Ω==k R R F 203。
解：由虚断可得321132323223323322I I I I I I u u R R u R u R R R R u R u u +=++=++=+32011011u u R R u R u R u I FI F +=++=-由虚短u +=u - 得u 0=-2u I1+2u I2+u I39.5 用二个运放设计一个实现321853I I I o u u u u +-=的运算电路，画出电路图，标出各电阻值，电阻的阻值限在（1~500）Ωk 之间。
解：运算可通过二级反相加法电路实现，如图所示)(331101R u R u R u I I F +-=，题9.3图u u u 题9.4图R R R R01212212021232414234()I F F F F F F I I I u u R R R R R u R u u u R R R R R R R =-+=-+与要求比较得522=R R F ， 取R F2=100k Ω，R 2=20k Ω又取R 4=R F2=100k Ω，则311=R R F ，831=R R F取R F1=240 k Ω，则R 1=80 k Ω，R 3=30 k Ω。
波形的发生和信号的转换
电压比较器是对两个模拟输入电压进行比较，并将比较成果 输出旳电路。一般两个输入电压一种为参照电压uR，另一种为外 加输入电压ui。比较器旳输出有两种可能状态：高电平或低电平， 所以集成运放经常工作在非线性区。因为输出只有高下两种状态， 是数字量，所以比较器往往是模拟电路与数字电路旳接口电路。
第8章 信号的发生和信号的转换
C' C1C2 C1 C2
第8章 信号的发生和信号的转换
Rb2 Cb
Rb1
＋UCC Rc
－
Re
Ce
C1 L
U f
C2
C
＋
图8.1.10 电容三点式改善型正弦波振荡电路
第8章 信号的发生和信号的转换
1 C'
1 C
1 C1
1 C2
在选用电容参数时, 可使C1>>C, C2>>C, 所以
C' C
第8章 信号的发生和信号的转换
当信号频率足够低时,
1
C1
1
R1, C2
R2,
可得到近
似旳低频等效电路, 如图8.1.2(b)所示。它是一种超前网络。
输出电压 相U•位2 超前输入电压
。U• i
当信号频率足够高时,
1
C1
R1,
1
C2
R2
, 其近似旳
高频等效电路如图8.1.2 (c)所示。它是一种滞后网络。 输
第8章 信号的发生和信号的转换
第8章 信号旳发生 和信号旳转换
8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器 8.3 非正弦波发生器 8.4 利用集成运放实现旳信号准换电路
第8章 信号的发生和信号的转换
8.1 正弦波振荡电路
第8章 信号的发生和信号的转换
C' C1C2 C1 C2
第8章 信号的发生和信号的转换
Rb2 Cb
Rb1
＋UCC Rc
－
Re
Ce
C1 L
U f
C2
C
＋
图8.1.10 电容三点式改善型正弦波振荡电路
第8章 信号的发生和信号的转换
1 C'
1 C
1 C1
1 C2
在选用电容参数时, 可使C1>>C, C2>>C, 所以
C' C
第8章 信号的发生和信号的转换
当信号频率足够低时,
1
C1
1
R1, C2
R2,
可得到近
似旳低频等效电路, 如图8.1.2(b)所示。它是一种超前网络。
输出电压 相U•位2 超前输入电压
。U• i
当信号频率足够高时,
1
C1
R1,
1
C2
R2
, 其近似旳
高频等效电路如图8.1.2 (c)所示。它是一种滞后网络。 输
第8章 信号的发生和信号的转换
第8章 信号旳发生 和信号旳转换
8.1 正弦波振荡电路 8.2 电压比较器 8.3 非正弦波发生器 8.4 利用集成运放实现旳信号准换电路
第8章 信号的发生和信号的转换
8.1 正弦波振荡电路
波形的发生和信号产生电路共73页
里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
波形的发生和信号产生电路
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
波形的发生和信号产生电路
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
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ro 0
放大倍数与负载无关，当有几 级运放时可以分级分析。
ppt课件
9-3
§9.1 运算电路
在运放的线性应用中，运放的输出与输入之间 加了负反馈，使运放工作于线性状态。
+
ui
A0
-
运放线性运用
uo
信号的放大、运算 有源滤波电路 恒压源、恒流源电路
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，称其所谓的理想运放。
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9-4
一、比例电路
(一)、 反相比例电路
i2
Rf
i1
ui
_
R1
A
+
Rb 虚地
u u 0 虚短路
i 1 = i 2 虚开路
ui u ui uo
R1
R1 Rf
uo
Au u0 Rf
ui
R1
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9-5
ii ui
R1
Rb
Rf
_
A
+
电路的输入电阻：
uo
R i = u i / i i=R1
ui
+ 在电路中作用与分离元件的射极输出器相
同，但是电压跟随性能好。
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9-9
二、加减运算电路
（一）、反相加法电路
R2
ui2
i12 ui1
R1
i11
iF
Rf
_
A
+
Rb
u u0
i11i12iF
uo
u0
(Rf R1
ui1R R2f
ui2)
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9-10
（二）、同相加法电路
R1
RF
u+ = ui1 则电压放大倍数为：
R1 ui
A
+
Rb
u-= u+= ui
uo
uo ui ui
Rf
R1
uo (1 Rf )ui R1
共模电压： uc = u i 没有虚地。
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9-8
Rf
uo (1 Rf )ui
_
uo
R1
R1
A
ui
+
Rb
_
uo
R1
A
uu 当 Rf=0 时: o i ui
Rb
+
uouuui
_
A
uo *电压跟随电路
_
A
+
虚短路
R4
uo
差动式放大器放大了 两个信号的差，但是它的 输入电阻不高
Ri = （R1 + R3 ）
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9-13
以上电路的比较归纳：
ii ui
R1
R2
_
A
+
RP
R2
_
uo
R1
A
ui
+
RP
★它们都引入电压负反馈，因此输出电阻都比较小 。
★ 关于输入电阻：反相输入的输入电阻小，同相输 入的输入电阻高。 ★ 同相输入的共模电压高，反相输入的共模电压小。
转移特性: uo与ui的关系
ui uim 时：运放工作 在线性区。
ui uim 时：运放工作 在非线性区。
-UOM
Ao越大，运放的线性 范围越小。一般情况加 负反馈才能使其工作于 线性区。
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9-2
理想运放的条件：
+
ui
A0
-
uo
A0
uoA 0uiA 0(uu) uu 虚短路
ri
Ii 0 虚开路
uo
R2 R1
(uo2
uo1)
uo
R2 R1
2RR WRW(ui2ui1)
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9-22
ui1
+ _
A
_
ui2
A
+
uo1
R
R1
a
Rw
b
R
R1
uo2
R2
_
A
uo
+
R2
u o
R R1 22RR W RW(ui2ui1)
R
a
RW
b
R
uo2
uo2 uo1
2RRW RW
(ui2
ui1)
ua ui1 ub ui2
uo1uo2 ua ub 2RRW RW
ui1 ui2 RW
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9-21
ui1
+ _
A
_
ui2
A
+
uo1 uo1
R
R1
a
RW
b
R
uo2 uo2
R1
R2
_
A
uo
+
R2
uo2 uo1 2RRWRW(ui2 ui1)
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9-14
三、积分与微分运算电路
(一) 积分运算电路
iF C
u i1 R _ i
uo
A
+
R2
应用举例：
i1
ui R
iF
Cd(u uo) dt
uo
1 RC
uidt
ui
U
0
t
输入方波，输出是三角波。 uo
UC(0+）
Uo(R UC )TKT
0
t
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9-15
iF C
i1 R _
ui
A
+
R2
_
u i1
R21
A
+
ui2
R22
u0
(1
RF R1
)u
+ uo
_
u+ ~ ui1 、ui2？
u R22 ui1 R21 ui2 R2 1R22 R2 1R22
所以： u (1 R F )(R 12u i1 R 11u i2 )
R 1 R 1 1 R 12 R 1 1 R 12
注意:同相求和电路的两个输入信号的放 大倍数互相影响，不能单独调整。
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9-11
(三)、减法电路
R2
u u
uo u u ui1
R2
R1
ui1
_
uo
ui2 R1
A
+
ui2 u u
R3
R4
R3 R4
uoui2R3R 4R4R1R 1R2ui1R R1 2
当 R11
(ui2
ui1)
ppt课件
9-12
ui1 ui2 R1
R3
R2
因A1和A2 都是反 相输入的，因此可确 定输入信号
和输出信号之间的极性。该电路相当同相比例运算电路，
所以
Auu
1 F
1
R5 R6
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9-19
例2：三运放电路
ui1 + A1
_
ui
_
ui2
A2
+
uo1
R
R1
a
RW
b
R
R1
uo2
ppt课件
R2
_
A
uo
+
R2
9-20
ui1
+
_A
_
ui2
A
+
uo1
输出电阻很小！
R o =0
平衡电阻，使输入端对地 的静态电阻相等,以消除 偏置电流的影响。
R2=R1// Rf
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9-6
Rf 共模电压：
ui
_
R1
A
+
uo
ucuu0
Rb
反相输入 电路的特点
1、输入电阻小。 2、共模电压为0 3、同向端“虚地”。
ppt课件
9-7
(二)、 同相比例电路 Rf
_
u-= u+= 0
iF
uo R
i1
C
du dt
i
i1 iF
ppt课件
9-17
iF R
i1 C
ui
_
A
+
R2
uo
uo
RCdui dt
ui
若输入： ui sint
0
t
则： uoR Ccots
uo
RC sin t(90)
0
t
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9-18
例1：求电路的电压放大倍数。
索引
解:在求电压放大倍数 表达式时，可以把A1 和A2看成一个运算放 大器，见图中棕色线 框。
uo
uo
1 t RC0
Udt
Uo(R UC )TKT
UomR1CUT M
TM
RCUom U
ppt课件
2、如果积分器从某一时 刻输入一直流电压，输出 将反向积分，经过一定的 时间后输出饱和。
ui
U
0
uo
TM
0
-Uom
t
积分时限
t
9-16
(二) 微分运算电路
iF R
i1 C
ui
_
A
uo
+
R2
uo
RCdui dt
第九章 信号运算、处理及波形发生电路
§9.1 §9.2 §9.3 §9.4
运算电路 电压、电流变换电路 有源滤波电路 电压比较器
*§9.5 采样-保持电路
§9.5 正弦波振荡电路
§9.6 非正弦波发生电路
ppt课件
9-1
运放电路的特点
ui=u+-u-