《模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行第六章学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行第六章学习教案.pptx（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、模拟电子模拟电子(dinz)技术基础简明教程技术基础简明教程(第第三版三版)杨素行杨素行 第六章第六章第一页，共26页。6.1比例运算(yn sun)电路6.1.1R2=R1/RF由于(yuy)“虚断”，i+=0，u+=0；由于(yuy)“虚短”，u-=u+=0“虚地”由 iI =iF，得反相比例运算电路由于反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为Rif =R1当 R1 RF 时，Auf =-1单位增益倒相器图 6.1.1第1页/共26页第二页，共26页。6.1.2同相比例(bl)运算电路R2=R1/RF根据“虚短”和“虚断”的特点(tdin)，可知i+=i-=0；又 u-=u+=u得：由 于 该
2、 电 路 为 电 压 串 联(chunlin)负反馈，所以输入电阻很高；输出电阻很高。当 RF=0 或 R1=时，Auf=1电压跟随器图 6.1.2第2页/共26页第三页，共26页。6.1.3差动比例运算(yn sun)电路图 6.1.4差动比例运算电路在理想(lxing)条件下，由于“虚断”，i+=i-=0由于(yuy)“虚短”，u+=u-，所以：电压放大倍数差模输入电阻Rif=2R1第3页/共26页第四页，共26页。三种(sn zhn)比例运算电路之比较反相输入反相输入同相输入同相输入差分输入差分输入电电路路组组成成要求要求 R2=R1/RF要求要求 R2=R1/RF要求要求 R1=R1
3、RF=RF电压电压放大放大倍数倍数uO与与 uI 反相，反相，可大于、小于或等可大于、小于或等于于 1uO 与与 uI 同相，放大倍同相，放大倍数可大于或等于数可大于或等于 1RifRif =R1不高不高Rif=(1+Aod)Rid 高高Rif=2R1 不高不高Ro低低低低低低性能性能特点特点实现反相比例运算；实现反相比例运算；电压并联负反馈；电压并联负反馈；“虚地虚地”实现同相比例运算；实现同相比例运算；电压串联负反馈；电压串联负反馈；“虚短虚短”但不但不“虚地虚地”实现差分比例运算实现差分比例运算(减法减法)“虚短虚短”但不但不“虚地虚地”第4页/共26页第五页，共26页。6.1.4比例(
4、bl)电路应用实例两 个 放 大 级。结 构(jigu)对称的 A1、A2 组成第一级，互相抵消漂移和失调。A3 组成差分放大级，将差分输入转换(zhunhun)为单端输出。当加入差模信号 uI 时，若 R2=R3，则 R1 的中点为交流地电位，A1、A2 的工作情况将如下页图中所示。图 6.1.6三运放数据放大器原理图第5页/共26页第六页，共26页。图 6.1.7由同相比例运放的电压放大(fngd)倍数公式，得则同理所以(suy)则第一级电压(diny)放大倍数为：改变 R1，即可调节放大倍数。R1 开路时，得到单位增益。第6页/共26页第七页，共26页。A3 为差分比例放大(fngd)电
5、路。当 R4 =R5，R6 =R7 时，得第二级的电压放大(fngd)倍数为所以总的电压放大(fngd)倍数为在电路参数对称的条件下，差模输入电阻等于两个同相比例电路的输入电阻之和第7页/共26页第八页，共26页。例：在数据(shj)放大器中，R1=2 k，R2=R3=1 k，R4=R5=2 k，R6=R7=100 k，求电压放大(fngd)倍数；已知集成运放 A1、A2 的开环放大(fngd)倍数 Aod=105，差模输入电阻 Rid=2 M，求放大(fngd)电路的输入电阻。第8页/共26页第九页，共26页。6.2求和(qi h)电路求和电路的输出量反映(fnyng)多个模拟输入量相加的结
6、果。6.2.1反相输入(shr)求和电路由于“虚断”，i-=0所以：i1+i2+i3=iF又因“虚地”，u-=0所以：当 R1=R2=R3=R 时，图 6.2.1第9页/共26页第十页，共26页。6.2.2同相输入求和(qi h)电路由于(yuy)“虚断”，i+=0，所以：解得：其中(qzhng)：由于“虚短”，u+=u-图 6.2.2第10页/共26页第十一页，共26页。图 6.2.3例 6.2.2 电路例：用集成运放(yn fn)实现以下运算关系解：第11页/共26页第十二页，共26页。比较(bjio)得：选 RF1=20 k，得：R1=100 k，R3=15.4 k；选 RF2=100
7、k，得：R4=100 k，R2=10 k。第12页/共26页第十三页，共26页。6.3积分(jfn)和微分电路6.3.1积分电路由于(yuy)“虚地”，u-=0，故uO=-uC又由于(yuy)“虚断”，iI=iC，故uI=iIR=iCR得：=RC积分时间常数图 6.3.1第13页/共26页第十四页，共26页。积分电路的输入(shr)、输出波形(1)输入电压(diny)为矩形波图 6.3.2t0t1tuIOtuOOUI当 t t0 时，uI=0，uO=0；当 t0 t1 时，uI=0，uo 保持 t=t1 时的输出电压值不变。即输出电压随时间而向负方向直线增长。第14页/共26页第十五页，共26
8、页。(二)输入(shr)电压为正弦波tuOO可见，输出电压(diny)的相位比输入电压(diny)的相位领先 90。因此，此时积分电路的作用是移相。tuIOUm图 6.3.2第15页/共26页第十六页，共26页。6.3.2微分电路图 6.3.5基本微分电路由于(yuy)“虚断”，i-=0，故iC=iR又由于(yuy)“虚地”，u+=u-=0，故可见，输出(shch)电压正比于输入电压对时间的微分。微分电路的作用：实现波形变换。第16页/共26页第十七页，共26页。6.4对数(du sh)和指数电路6.4.1对数(du sh)电路由二极管方程(fngchng)知当 uD UT 时，或：利用“虚地
9、”原理，可得：用三极管代替二极管可获得较大的工作范围。图 6.4.2第17页/共26页第十八页，共26页。6.4.2指数(zhsh)电路当 uI 0 时，根据集成(j chn)运放反相输入端“虚地”及“虚断”的特点，可得：所以(suy)：可见，输出电压正比于输入电压的指数。图 6.4.3第18页/共26页第十九页，共26页。6.5乘法和除法(chf)电路6.5.1由对数及指数电路组成(z chn)的乘除电路乘法电路的输出电压正比于其两个输入(shr)电压的乘积，即uo=uI1uI2求对数，得：再求指数，得：所以利用对数电路、求和电路和指数电路，可得乘法电路的方块图：对数电路对数电路uI1uI2
10、lnuI1lnuI2求和电路lnuI1+lnuI2指数电路uO=uI1uI2图 6.5.1第19页/共26页第二十页，共26页。同理：除法电路的输出(shch)电压正比于其两个输入电压相除所得的商，即：求对数(du sh)，得：再求指数(zhsh)，得：所以只需将乘法电路中的求和电路改为减法电路即可得到除法电路的方块图：对数电路对数电路uI1uI2lnuI1lnuI2减法电路lnuI1-lnuI2指数电路图 6.5.2第20页/共26页第二十一页，共26页。6.5.2模拟(mn)乘法器uI1uI2uO图 6.5.3模拟乘法器符号输 出 电 压 正 比(zhngb)于两个输入电压之积uo=KuI
11、1uI2比例(bl)系数 K 为正值同相乘法器；比例(bl)系数 K 为负值反相乘法器。变跨导式模拟乘法器：是以恒流源式差动放大电路为基础，采用变跨导的原理而形成。第21页/共26页第二十二页，共26页。图 6.5.5变跨导式模拟(mn)乘法器的原理：恒流源式差动放大电路的输出(shch)电压为：当 IEQ 较小、电路参数(cnsh)对称时，所以：结论：输出电压正比于输入电压 uI1 与恒流源电流 I 的乘积。第22页/共26页第二十三页，共26页。设想：使恒流源电流(dinli)I 与另一个输入电压 uI2 成正比，则 uO 正比于 uI1 与 uI2 的乘积。当 uI2 uBE3 时，即：图 6.5.6变跨导式乘法器原理电路第23页/共26页第二十四页，共26页。乘法(chngf)模拟器的应用：uIuO图 6.5.71.平方(pngfng)运算图 6.5.82.除法(chf)运算因为 i1=i2，所以：则：第24页/共26页第二十五页，共26页。3.倍频(bi pn)若乘法器的两输入(shr)端均接正弦波电压，即：则乘法器输出(shch)电压为：4.功率测量将被测电路的电压信号和电流信号分别接到乘法器的两个输入端，则输出电压即为被测电路的功率。第25页/共26页第二十六页，共26页。