ch9信号的运算、处理及波形发生器
模拟电子技术 CH9 信号处理与信号产生电路.ppt
-20 -40
1
10
/ n
选Q =0.707 在ω=ωn 处
A(S) 20lg A0 =－3db
在ω=10ωn 处，
A(S) 20lg A0
=－40db
——可见其通带特性接近一阶有源滤波器， 而阻带衰减与二阶有源滤波器相仿。
9.3.2. 二阶有源高通滤波电路
将低通电路中的电容和电 阻对换即可， 分析方法相同。
传递函数 A(s)
这里
A0 AVF
n
1 RC
1
s2
A0 s2
n
Q
s
2 n
典型形式
Q
3 AVF
归一化的幅频响应
R
C
C
R
A(j )
20 lg
20 lg
A0
1
(
n
)2
2
1
( n Q
)2
A(j )
20 lg
20 lg
A0
1
(
n
)2
（2）双T带阻滤波电路
AVF[ 1 + ( SCR ) 2 ] A( S ) = 1 + 1 SCR +( SCR ) 2
Q
式中
AVF 1 Rf R1
1
Q = 2( 2－AVF )
令
0
1 RC
（中心角频率）
AVF[1 ( )2 ]
A( j)
1
j
1
0 ( )2
Q 0 0
通常只用幅频响应表示其滤波特性，但在要求信号失真很 小的情况，其相位响应也要考虑。
数字频率合成波形发生器的工作原理
数字频率合成波形发生器的工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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电子学ch9教案.ppt
節目錄
節目錄
………………………………………………………………………….…
9-2 FET 交流等效電路
1. FET的小訊號參數
節目錄
放大因數 vds
vgs
vd s 0
id 0
vds vgs
id 定值
(1) 定義
互導 g m
id vgs
id vgs
Zo R D // R L
Zi '
1 gm
節目錄
第9 章 場效電晶體放大電路 ……………………………………………………………
9-1
FET 放大器工作原理
9-2
9-3
FET交流等效電路
共源極放大電路
9-4
9-5
共汲極放大電路
共閘極放大電路
………………………………………………………………………….…
9-1 FET 放大器工作原理
1. JFET放大器
9-4 共汲極放大電路
節目錄
精確解 1. 公式
Av gm
rd R S rd (1 ) R S
近似解（ 1 或 rd 甚大）
Av gm RS 1 gm RS
2. 特性：電壓增益 A v 小於1（但近於1） 且輸出與輸入同相。 3. 將〔公式9-8〕修正為
v o vi RS RS vi rd (1 ) R S 1 R rd S 1
(1) 若由FET之汲極往內看時，閘極訊號 vi 被放大 倍（負號表示相位差180° ）。 (2) 源極電阻反射到汲極時，被放大（1 ） 倍。
Zo ' rd (1 ) R S
(3) 公式
可编程控制技术ch9_2_110.2.2 电子教案
第二节S7系列PLC的网络类型及配置一、字符数据格式异步串行通信；数据格式：10位字符和11位字符10位字符：1位起始位，8位数据位，1位停止位，传输速率9600bit/s11位字符：1位起始位，8位数据位，1位偶检验，1位停止位，传输速率9600bit/s或19200bit/sPPI协议：PPI通信协议是西门子专门为S7-200系列PLC开发的一个通信协议。
主站向从站发送申请，从站进行响应，从站不初始化信息。
当主站发出申请或查询时，从站才对其响应。
PPI协议限制网络中主站数不可超过32个。
MPI协议：MPI允许主—主通信和主—从通信，S7-200可以通过通信接口连接到MPI网上，主要应用于S7-300/400CPU与S7-200通信的网络中。
Profibus协议：Profibus协议通常用于实现分布式I/O 设备（远程式I/O）的高速通信。
最多连接32个设备，网络长度可延长至9600m。
用户自定义协议（自由口通信模式）：自由口通信(Freeport Mode)模式是指CUP串行通信口可由用户程序控制，自定义通信协议。
USS协议：USS协议是西门子传动产品（变频器等）通信的一种协议，S7-200提供相应的指令。
TCP/IP协议：通过以太网扩展模块CP243-1和互联网扩展模块CP243-1IT，S7-200将能支持TCP/IP以太网通信。
◆与S7-200相关的主要有以下网络设备及自由口通信设备： 通信口；S7-200主机带有一或两个串行通信口。
网络连接器；通信电缆；主要有Profibus和PC/PPI电缆。
网络中继器；调制解调器；Profibus-DP通信模块；工业以太网CP243-l通信处理器；工业以太网CP243-2通信处理器；EM241MODEM模块。
几种典型网络◆S7系列PLC常见的通信网络主要有把计算机或编程器作为主站、把操作面板作为主站和把PLC作为主站等类型，这几种类型中又可分为： 单主站PPI；编程站可以通过PC/PPI电缆或者通信卡（CP）与S7-200可以组成单主站PPI网络进行通信。
CH9
9.1 正弦波振荡电路的振荡条件9.2 RC正弦波振荡电路9.3 LC正弦波振荡电路*9.4 石英晶体振荡电路9.5 非正弦波振荡电路9.1正弦波振荡电路的振荡条件1.振荡条件2. 起振和稳幅3. 振荡电路基本组成部分1. 产生自激振荡的条件f i d X X X -=改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。
⨯基本放大电路A反馈电路F i X +–d X o X fX +如果：,i f X X =则去掉,i X 仍有信号输出。
基本放大电路A反馈电路d X o X fX 反馈信号代替了放大电路的输入信号。
⨯基本放大电路A 反馈电路F i X ++d X oX fX基本放大电路A 反馈电路F dX o X f X FA=1X d =X f 所以，自激振荡条件也可以写成：自激振荡的条件：（1）振幅条件：1||=AF （2）相位条件：p j j n F A 2=+n 是整数1..=F A A A A j ∠=||因为：F F F j ∠=||..ii o f U U A F U F U &&&&&&&===FA A A o o F -=1如果：∞==-F o A F A :01则(1) 正反馈足够强,输入信号为0 时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。
(2) 要获得非正弦自激振荡,反馈回路中必须有RC 积分电路。
例如：前面介绍的方波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器等。
(3) 要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选频电路。
所以将放大倍数和反馈系数写成：自激振荡的条件：1)()(=ωωF A 因为：AA A j ω∠=||)(F F F j ω∠=||)(所以，自激振荡条件也可以写成：（1）振幅条件：1||=AF （2）相位条件：p j j n F A 2=+n 是整数相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
通信原理ch9-1 抽样.
H ( ) A
sin( / 2) /2
24
平顶抽样
结论：
平顶抽样信号的频谱MH(ω)是无穷多个间隔 为ωs的M(ω)经H(ω) 加权后组成。采用低通滤 波器不能直接从MH(ω)中滤出所需基带信号， 因为这时H(ω)不是常系数，而是ω的函数，加 权项H(ω)使频谱分量发生了变化。 为得到最大输出信号，通常取=T，此时 /2 收端必须采用频率响应为sin / 2的滤波器进行频 谱补偿，以抵消上述失真，这种频谱失真称 孔径失真。
M(f ) 1 d f 1 d f 1 d f 2 d f 2 2
当抽样间隔为0.2s时，理想抽样信号的频谱
M s ( f ) f s M ( f nf s ) 5 M ( f 5n)
14
m(t ) cos 2 t 2cos 4 t
（1）已知 m(t)的最高频率 fH=2Hz 由抽样定理可知，抽样频率
f s 2 f H 4Hz
故抽样间隔应满足 1 1 T 0.25s fs 2 fH
15
m(t ) cos 2 t 2cos 4 t
（2）基带信号m(t)的频谱为
其频谱图如下图所示
- 5 -2.5
MS (f )
-4
-2
0
2
4
f
16
模拟脉冲调制
模拟脉冲调制的种类
周期性脉冲序列有4个参量：脉冲重复周期、脉冲振 幅、脉冲宽度和脉冲相位（位置）。 其中脉冲重复周期（抽样周期）一般由抽样定理决定， 故只有其他3个参量可以受调制。 3种脉冲调制：
脉冲振幅调制 脉冲宽度调制 脉冲位置调制
CH9正弦稳态电路的分析.ppt
i(t)=42cos(5000t-53.13o)A
5730..103 ( A)
U L Ij L 12284.205 3620.8.07 (V )
U C
I
1
j C
3146.02 141360.1.03 (V )
ch9s3-1
§9-3 电路的相量图
ch9s3-2
ch9-1
第九章 正弦稳态电路的分析
ch9-2
主要内容
正弦信号：具有正弦函数形式的时变电压和电流 正弦电路：在正弦信号激励下的电路。 分析工具：在线性时不变稳定电路中，若各个激励源均为同一频率
的正弦信号时，当电路达到稳态时，电路中各支路变量 均为与电源频率相同的正弦量。在此条件下，对于电路 的分析可借助相量法进行。
U ＝ U oc (j) j(2 j4) 4 j2
Z0 j
1 j j
u(t) 2 10Sin(3t 26.6 )(V)
(c) (d)
(e)
ch9s5-1
§9-5 正弦稳态电路的功率
ch9s5-2
一．瞬时功率p(t)
u 2U cos t 正弦稳态，以电压为参考相量。即： i 2I cos( t )
ch9s4-3 例5-5-1
一．简单电路
已知:电路中 u 10 2Sin(1000t 30 )(V)
求：i, uR, , uC , uL ?
解：1．画出相量模型 U 1030 (V)
2. Z 40 j(100 50)
40 j50
6451.3 (Ω 〕
主要知识点
正弦信号的相量表示； 阻抗与导纳的概念； 正弦稳态电路的分析方法和功率计算。
ch9信号的运算、处理及波形发生器
3. A/D转换中，将电压量变为时间量。
4. 移相。 其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘 法与除法运算电路等，由于课时的限制，不作 为讲授内容。
9.1 运算电路
2、微分运算电路
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
u+ = u- = 0 iC = iR
u O i R R i C R RC duC dt
1、理想运放的性能指标
开环差模电压增益 Aod = ∞； 差模输入电阻 rid = ∞； 输出电阻 ro = 0； 共模抑制比 KCMR = ∞； 输入偏置电流 IIB = 0； - 3 dB 带宽 fH = ∞ ，等等。
第 1-4 页
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9.1 运算电路
2、理想运放在线性工作区
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
但线性区范围很小。
例如：F007 的 UoM = ± 14 V，Aod 2 × 105 ，线 性区内输入电压范围
uP uN U OM Aod 14 V 2 10
5
uO
实际特性
O
uP-uN
非线性区
非线性区
线性区
70 μV
uＩ
*R2 = R1 // RF
uO
求u-端节点各支路电流：
i1 =（ 0 － u－ ) / R1 iF =（ u- － uO ) / RF
所以 u
Auf uO uI
i- = 0； －ui / R1＝（ ui － uO ) / RF
R1 R1 R F
微机原理2-CH9
信号 处理
信号 变换
I/O 接口
算 机
输出通道
D/A 转换 输出 接口 00101101
模拟电路的任务
模拟接口电路的任务
4
模拟量输入通道
•
• • • • •
传感器（Transducer）：非电量→电压、电流
变送器（Transformer）：转换成标准的电信号 信号处理（Signal Processing）：放大、整形、滤波 多路转换开关（Multiplexer）：多选一 采样保持电路(Sample Holder)：保证变换时信号恒定不变 A/D变换器（A/D Converter）：模拟量转换为数字量
DX，92H AL, 00H DX，AL AL LOOP
16
例2：三角波输出程序 (利用递加、递减型锯齿波组合 ): S: MOV AL, 00H ；递加初值 Z：OUT 92H，AL ； 给0832口地址92H送数据 INC AL JNZ Z ；是否递加到最大值 MOV AL, 0FFH ；递减初值 F: OUT 92H, AL DEC AL JNZ F ；是否递减到0 JMP S ；重复
17
例3：方波输出程序 : • S: MOV • OUT • CALL • MOV • OUT • CALL • JMP AL, 00H 92H，AL DELAY AL, 0FFH 92H, AL DELAY S ; 输出方波“0” ；方波正脉冲宽度 ; 输出方波“1” ；方波负脉冲宽度 ；重复
18
10
3 工作过程
CPU送D0~D7, ILE=1, /CS=/WR1=0 → D0 ~ D7 数据 锁存到输入寄存器 → CPU送 /XFER=/WR2=0 →数据锁存到 DAC寄存器供DAC转换器转换→ 输出模拟量IOUT1、IOUT2
基于单片机的数字合成波形发生器
基于单片机的数字合成波形发生器
李博;祖静
【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2008(015)004
【摘要】本文以AD公司的AD9857直接数字合成芯片为核心,设计了一种结构简便性能优良的数字合成波形发生器.文中主要对微机控制的任意波形发生器的软硬件设计进行了相应的研究,该数字合成波形发生器以INTEL公司的高性能单片机AT89C52作为控制器,利用了AD9857的DAC模式组成任意波产生的电路,在硬件电路的设计中使用可编程门阵列器件对一些特殊的电路进行了设计.该任意波形发生器不仅能产生正弦波,方波,三角波等常用的标准信号,还可根据用户的需要生成任意波形.
【总页数】2页(P99-100)
【作者】李博;祖静
【作者单位】中北大学电子工程系,太原,030051;中北大学电子工程系,太
原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TP332
【相关文献】
1.基于MSP430单片机和直接数字合成技术的信号发生器 [J], 胡虎斌;胡仁杰
2.基于单片机和FPGA的直接频率数字合成器设计 [J], 任玲芝;李岩岩;刘丽
3.基于单片机的数字合成波形发生器 [J], 李键傑
4.基于单片机的波形发生器 [J], 张弛;黄昊翀;李子萱;高华;董爱国
5.基于AT89S52单片机锁相环波形发生器设计 [J], 徐小平
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ch09信号运算处理及波形发生电路
9-11
(三)、减法电路
R2
ui1 ui2 R1
R3
_
A
+
R4
u u
uo u u ui1
R2
R1
uo
ui2 u u
R3
R4
uoui2R3R 4R4R1R 1R2ui1R R1 2
当 R1 R3 时： R2 R4
uo
R2 R1
(ui2
ui1)
第九章 信号运算、处理及波形发
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
(一)、乘法运算电路
模拟乘法器是实用电子器件，早期应用于模拟 计算机，目前广泛应用于信号处理、信号检测、通 讯工程等科学领域。
1、对数式运算电路
2、变跨导式乘法运算电路
*3、四象限模拟乘法器
第九章 信号运算、处理及波形发
uo2
UT
ln uy R1Is2
uo
R3Is3 R12Is1Is2
uxuy
第九章 信号运算、处理及波形发
9-27
2、变跨导式乘法运算电路
VCC
Rf
R C
ic1
+
T1
u _x
R
iC
c2 T2
T3
+
uy
_
Re iE
-VEE
R1
-
uo
+ R1
uy
Rf
ux
uo
uoR R 1 f(uc2uc1)R R 1 f R C(ic2ic1)
★ 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。
CH9信号处理与信号产生电路
）
故有 因此正弦波振荡条件为：
A F 1 振幅平衡条件
a f 2nπ
n= 0, 1, 2… 相位平衡条件
2. 起振和稳幅
# 振荡电路是单口网络， 无须输入信号就能起振，起振 的信号源来自何处？
起振：电路器件内部噪声以及电源接通产生的扰动 1) 幅值小；--- 需要Xf > Xa , 即 AF > 1
RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波
4. 稳幅措施
1）采用非线性元件 热敏电阻 起振时，AV 1 Rf 3
R1
热敏电阻
即
AV FV 1
热敏电阻的作用
V o I o
Rf 温度 Rf 阻值
AV FV 1 稳幅
AV
AV 3
称：Rf 具有负温度系数
H
L
高通截止角频率
必须满足
L H
2. 例
带通
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
可由低通和高通并联得到 必须满足 L H
运算电路与有源滤波器的比较
• 相同之处
– 电路中均引入深度负反馈，因而集成运放均工作在线 性区。 – 均具有“虚短”和“虚断”的特点，均可用节点电流 法求解电路。
当f→0时，uo →0, uo 超前 ui 90°
使输出电压幅值下降到70.7%，相位为±45º 的信号频率为截止频率。
有源滤波电路
用电压跟随 器隔离滤波电 路与负载电阻
无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的 滤波参数不随负载变化，可放大。
无源滤波电路可用于高电压大电流，如直流电源中的滤 波电路；有源滤波电路是信号处理电路，其输出电压和电 流的大小受有源元件自身参数和供电电源的限制。
ch9_计算机通信硬件设备
是一种将m条输入线 汇总成n条输出的 传输控制设备（m>n）。
H
4
第9章 计算机通信硬件设备
• 主要内容：
• （1）终端设备 • （2）调制解调器 • （3）多路复用器 • （4）集中器 • （5）中继器 • （6）集线器（Hub） • （7）交换机 • （8）网桥 • （9）路由器 • （10）网关
• 1. 按终端设备的能力 • 2. 按终端设备的工作方式 • 3. 按终端设备的通信方式 • 4. 按终端设备的构成
H
19
9.1.4 终端设备的工作特性
• 1. 输入/输出的方法 • 2. 灵活性 • 3. 工作速率 • 4. 使用和操作的方便性 • 5. 安全可靠性 • 6. 差错控制能力 • 7. 经济性
第9章 计算机通信硬件设备
• 主要内容：
• （1）终端设备 • （2）调制解调器 • （3）多路复用器 • （4）集中器 • （5）中继器 • （6）集线器（Hub） • （7）交换机 • （8）网桥 • （9）路由器 • （10）网关
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是指产生、发送和 接收数据的设备。
H
1
第9章 计算机通信硬件设备
终端设备的组成 终端设备的功能 终端设备的分类 终端设备的工作特性
H
12
9.1.1 终端设备的组成
输入设备 键盘、纸带读入机等。
输出设备 打印机、绘图仪及传真机等。
H
13
9.1.1 终端设备的组成
控制与终端之间的数据传输， 并根据传输控制规程 完成信息的传输。
H
14
9.1.2 终端设备的功能
• （1）将数据或信息记录在中间媒体（如纸带、卡片或磁盘等）上。 • （2）人—机对话。 • （3）把外界的物理量转换为可送入计算机的信号，再根据计算机来控制外界的机械部
通信原理ch9-2_量化
[ x − qi ] f ( x )dx
2
调整量化间 隔适应输入 信号。 信号。
19
非均匀量化的实现
实现非均匀量化的方法之一是把输入量化 器的信号x先进行压缩处理，再把压缩的信号 y进行均匀量化。所谓压缩器就是一个非线性 变换电路，微弱的信号被放大，强的信号被 压缩。 输出 压缩特
压缩:用一个非线性变换电路将输入变量x换成另一变量y 压缩:用一个非线性变换电路将输入变量x换成另一变量y。 即：y=g(x) 广泛采用的是对数压缩特性。主要有A律和µ律压缩特性。 广泛采用的是对数压缩特性。主要有A律和µ律压缩特性。
21
压扩特性
x
y
o
2
3
4
22
压扩特性数学分析（ 压扩特性数学分析（一）
目的
18
模拟信号的量化所需要的权衡
方案 量化电 量化 平均量 动态 传输 平数目 精度 化噪声 范围 速率
总信噪比 最大 最佳量化） （最佳量化）
提高量化 精度 量化与信 源匹配 改善小信 号信噪比
扩大动态 范围
N q = E[ x − xq ]2 = ∫ [ x − xq ]2 f ( x )dx = ∑∫
ln(1+μ x |) | y= sgn( x) , 0 ≤ | x | ≤1 ln(1+μ )
26
µ律对数压扩特性
美国早期采用μ=100，现在采用μ=255，μ=0为无压缩 特性，不同μ值压缩特性如图（µ律压缩特性曲线是以 原点奇对称的， 图中只画出了正向部分）： ln( 1 + µ x ) y = g(x)) = f (x ln( 1 + µ )
1 ∆ 2 ( M 2 − 1 ) ∆2 Sq = 12
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*R2 = R1 // RF
uO
求u-端节点各支路电流：
i1 =（ 0 － u－ ) / R1 iF =（ u- － uO ) / RF
所以 u
Auf uO uI
i- = 0； －ui / R1＝（ ui － uO ) / RF
R1 R1 R F
RF RI
u o (1
i i 0
——“虚断”
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9.1 运算电路
3、理想运放的非线性工作区
理想运放工作在非线性区特点：
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
1） uO 的值只有两种可能 当 u+> u-时， ，uO = + UOM
u
i
u
i
3. A/D转换中，将电压量变为时间量。
4. 移相。 其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘 法与除法运算电路等，由于课时的限制，不作 为讲授内容。
9.1 运算电路
2、微分运算电路
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
u+ = u- = 0 iC = iR
u O i R R i C R RC duC dt
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9.1 运算电路
1、反相比例运算电路(电压并联负反馈)
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
求 u+ ： u+ = 0
u- = u+ = 0
求u-端节点各支路电流：
i1 =（ uI － u－ ) / R1 iF =（ u- － uO ) / RF
( u i 2 u i1 )
9.1 运算电路
1、积分运算电路
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
U＋ = U－ = 0，
uO = - uC iC= iI = uI /R =C duc /dt iC=C duc /dt
uO uC 1 C
R R
i
9.3 有源滤波电路
滤波电路
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
— 指定频率信号通过，其他频率信号被抑制的电路。
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9.1 运算电路
例9-1 要求用加法器实现Y= -(5X1+X2+4X3)运算，输入电阻 不低于10K，选定电路中的各电阻
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
uO (
RF R1
u I1
RF R2
u I2
RF R3
u I3 )
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
u I U m sin t
uO
uI
Um
2 3
O 1 1 u O U U m sind t t d t sin t m RC RC uO U U m U m cos t cos t RC RC RC O
• V-=V+=Vi，所以共模输入等于输入信号，将产生一个 输出电压AocVic，必然引起运算误差，所以对运放的共 模 抑制比要求高
9.1 运算电路
1、求和运算电路。 反相求和运算电路
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u＋ = u- = 0 i- = 0 所以：i1 + i2 + i3 = iF
所以：
u I1 R1
uO ( RF R1
u I2 R2
u I3 R3
uO RF
RF R3 u I3 )
R R 1 // R 2 // R 3 // R F
u I1
RF R2
u I2
当 R1 = R2 = R3 = R 时，
uO
RF R1
( u I1 u I2 u I3 )
因为 i－ =0
uo RF RI uI
所以 ：
Auf
uI u R1
uo uI RF RI
u uo RF
* R2 = R1 // RF
反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为
引入深度电压并联负反馈，电路的输出电阻为
Rif = R1
R0f =0
反相比例运算电路
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第九章 信号的运算、 处理及波形发生电路
9.1 运算电路 9.2 电压、电路变换电路
9.3 有源滤波器
9.4 正弦振荡电路
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本章重点和考点
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各种运算电路、有源滤波器、正弦振荡电 路的分析和计算
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9.1 运算电路
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9.1 运算电路
Байду номын сангаас
理想运放工作区：线性区和非线性区
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为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：
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理想运放工作在线性区的条件： 电路中有负反馈！
运放工作在线性区的分析方法： 虚短（U+=U-） 虚断（ii+=ii-=0）
9.1 运算电路
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集成运放的应用首先表现在它能够构成各 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。 基本运算电路包括： 比例、加减、积分、微分、对数、指数、
乘法和除法等。
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9.1 运算电路
运算电路的一般分析方法
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对负载接地电路图电路， R1和R2构 成电流并联负反馈； R3 、R4和RL构 成构成电压串联正反馈。
v - = vS R2 R1 + R 2 + v 'O R1 R1 + R 2
R 4 // R L R 3 + ( R 4 // R L )
特点： • 反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放 共模抑制比要求低 • 输出电阻小，带负载能力强，Rof=0 • 输入电阻小，Rif=Vi /Ii=R1
9.1 运算电路
2、同相比例运算电路
求 u+ ： u+ = ui
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u- = u+ = ui
9.1 运算电路
2、减法运算电路 R2
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u u
uo u u u i1 R1
u R2
ui1 ui2 R1
_
+
uo
R2
ui2 u R1
+
R1 R2 解出：
uo
减法运算实际是差分电路
R2 R1
iO = vO RL － iS R f RL Rf RL iS
电流-电压变换电路
若 RL 固定，则输出电流与输入电流成比例，
此时该电路也可视为电流放大电路。
9.3 有源滤波电路
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一、 有源低通滤波电路
二、有源高通滤波电路 三、 有源带通滤波电路
m
t
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。
注意：为防止低频信号增益过大，常在电容上并联电阻。
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9.1 运算电路
积分电路的主要用途：
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1. 在电子开关中用于延迟。 2. 波形变换。例：将方波变为三角波。
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u
i
V+ ＝V-
I+ ＝I- ＝0
u
i
+
Aod
uO
1) 求V+ 电位，利用V－＝ V+ 求得V－
2) 求V－ 端节点各支路电流方程，将V－的 值代入方程 3) 为了保证电路平衡 RP ＝RN RP 连接到正端电阻的并联值 RN 连接到负端电阻的并联值
5V
0 -5V 5V
1
2
3
4
5
6
-5V
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9.2 电压、电流 变换
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由负载不接地电路图可知：
v S = iO R
负载不接地
或 iO
1 R
vS
所以输出电流与输入电压成 比例。
9.2 电压、电流 变换
C
dt
1 RC