模拟电子技术基础课件 第8章 信号的运算、测量及处理电路.ppt

电气与电子工程学院;8.1 基本运算电路 ;8.1.1 比例运算电路;8.1.1 比例运算电路;(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。;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。 ;(5)T形网络反相比例运算电路;(6)输入电阻自举扩展电路 ;R2 = R1 // RF;Auf = 1;(3)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同。放大倍数大于或等于1。 2)集成运放的两个输入端u–和u+相等，且等于ui，所以不存在“虚地”现象，该电路存在共模输入电压，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)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。;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。 ;　8.1.2 加法运算电路 ;(3)特点 1)输出电压与输入电压成求和运算关系，输出电压与输入电压相位相反。 2）集成运放的两个输入端电压相等并等于0，反相输入端“虚地”，因此加在集成运放输入端的共模输入电压很小，该电路应用比较广泛。 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。;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。;2．同相输入加法运算电路(1)电路组成;当ui2单独作用时 ;（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，其他各路输入电压与输出电压之间的比值也将随之改变。常需要反复调节才能最后确定参数的数值。因此，参数的调整非常麻烦。;8.1.3 减法运算电路 ;因此 uo=uo1+uo2= ;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。 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。;;比较得：;4.高输入电阻的差动放大电路;8.1.4 积分和微分运算电路;(3)应用;2)输入电压为正弦波;3) 输入方波，输出是三角波。;4)比例—积分调节器 ;5)求和积分运算电路;2.微分运算电路;当输入电压为阶跃信号时，输出电压为尖脉冲 ;(3)改进型的微分电路 ;(4)比例微分调节器 ;课 前 回 顾;8.2 对数、指数运算电路 ; (3)存在的问题 1)因为二极管的参数IS和UT受温度影响，所以二极管组成的对数运算电路的运算精度受温度的影响较大。 2)在小信号时，由于uD值较小，不满足uD UT的条件，因而误差较大，而在大电流情况下，二极管的内阻不可忽略，因此二极管仅在一定的电流范围内才满足指数特性。 3)输出电压的幅度较小， uO值等于二极管的正向压降,输入信号是单方向的。将三极管接成二极管形式代替二极管，可使工作范围扩大。;2．三极管对数运算电路(1) 电路组成 ;(3)存在的问题 1)输入电压ui应大于零，此电路才能正常工作，因此输入信号是单方向的。 2)与二极管构成的对数运算电路一样，运算关系与UT和IS有关，运算精度受温度的影响较大。为了克服这个缺点，可以采用各种温度补偿电路以提高运算精度。;3．集成对数运算电路ICL8048;;8.2.2 指数运算电路1.二极管指数运算电路 ;3. 集成指数运算电路ICL8049 ; 8.3 乘法器及应用电路 8.3.1 乘法器的基础知识 ;电气与电子工程学院;　　除法电路的输出电压正比于其两个输入电压相除所得的商，即：;　　2．输出电压与输入电压的关系 ;;　　设想：使恒流源电流 I 与另一个输入电压 ui2 成正比，则 uO 正比于 ui1 与 ui2 的乘积。;8.3.4 集成模拟乘法器;1脚：VCC，正电源 2脚：OUT+，输出端正极 3脚：R3，X偏流调节电阻 4脚：XIN+，X输入端正极