电工学简明教程课件 ch11.ppt

谢谢观看！ 11.3.3 减法运算 当 时， 平衡电阻 和 则上式为 当 时，则得 可见，输出电压与两个输入电压的差值成正比， 故可进行减法运算。 if R1 R2 uo RF ii ui1 + – R3 + – ui2 + – + – + [例] 图中， 其中 是共模分量， 是差模分量。 如果 ，试问 RF 多大时输出电压不含共 if R1 R2 uo RF ii ui1 + – R3 + – ui2 + – + – + 模分量？ [解] 欲使 uo不含共模分量 uic2，必须满足下列条件: [解] 因 经整理后得 。此时输出电压 例如 则 11.3.4 积分运算 用电容代替反相比例运算电路中的RF，就成为积分运算电路。 if R1 R2 uo RF ii ui + – + – + – + if uC + – CF 由于反相输入， 故 上式表明输出电压正比于输入电压的积分，式中 的负号表示两者反相。 R1 CF 称为积分时间常数。 11.3.4 积分运算 uo R1 R2 CF ui + – + – uC + – + – + if ii 当 ui 为阶跃电压时，则 uo 随时间线性增长， uo 0 t ui 0 t 最后达到负饱和值。 11.3.5 微分运算 uo RF R2 C1 ui + – + – uC + – + – + if ii 微分运算是积分的逆运算，将积 由图可列出 故 即输出电压与输入电压对时间的一次微分成正比。 分电路反相输入端的电阻与反馈电容 位置对调，就成为微分电路。 11.3.5 微分运算 uo RF R2 C1 ui + – + – uC + – + – + if ii Ui t uo 0 t ui 0 注意：由于此电路工作时稳定性不高， 故实际中很少应用。 当 ui 为阶跃电压时 uo 为尖脉冲电压。 11.4.1 有源滤波器 11.4 运算放大器在信号处理方面的应用 所谓滤波器就是一种选频电路。它能选出有用的信号，而抑制无用的信号。 由电阻、电容、电感等元件组成的滤波电路称为无源滤波器。而由 R、L、C 及运放构成的滤波器，由于运放工作时要外加电源，所以称为有源滤波器。 有源滤波器相对于无源滤波器，具有体积小、重量轻、具有良好的选择性，还可使所处理的信号不衰减甚至还能放大。其缺点是放大器工作时要提供电源、在大信号工作时，运放可能会产生失真等。 1. 有源低通滤波器 11.4.1 有源滤波器 11.4 运算放大器在信号处理方面的应用 uo RF R1 C ui + – + – uC + – + – + R 设图中 ui 为某一频率的正弦量 由 RC 电路得出 由同相比例运算关系得出 1.有源低通滤波器 故 称为截止角频率 式中 若 ? 为变量，则该电路的传递函数 其模为 幅角为 1. 有源低通滤波器 低通滤波器具有使 低频信号易通过，而抑 制高频信号的作用。 时， 时， 时， ０ ?０ ? 频率特性 2.有源高通滤波器 RF R1 C ui + – + – + – + R uo 由 RC 电路得出 由同相比例运算关系得出 故 称为截止角频率 式中 2.有源高通滤波器 其模为 幅角为 若 ? 为变量，则该电路的传递函数 时， 时， 时， 高通滤波器具有使高 频信号易通过，而抑制低 频信号的作用。 频率特性 0 ? 0 ? 电压比较器的功能是将输入的模拟信号与一个 参考电压进行比较，当两者相等时产生跃变，由此 判别输入信号的大小和极性。 电压比较器用于自动控制、波形变换、模数转换及越限报警等。 11.4.2 电压比较器 集成运放构成电压比较器时，多处于开环或正 反馈的工作状态，即工作在非线性区。 将运放任一输入端加上输入信号。而另一输入端加入参考电压，即可构成电压比较器，如图所示。 电压传 输特性 11.4.2 电压比较器 Ui 为输入电压， UR 为参考电压 当 ui UR 时， uo = – Uo(sat) ui ? UR 时， uo = +Uo(sat) ui = UR 时， uo 发生跃变 uo o UO(sat) –UO(sat) uo R1 R2 ui + – + – UR + – + – + uR + 当 UR = 0 时，即输入电压和零电平比较，称为 过零比较器。 电压传 输特性 11.4.2 电压比较器 uo o UO(sat) –UO(sat) uo 若图中 ui 为正弦波，画出 uo 的波形。 o t R1 R2 ui –