1、1,第8講,12.3 模擬信號的運(yùn)算電路,第12章 集成運(yùn)算放大器,12.4 有源濾波器,2,12.3 模擬信號的放大和運(yùn)算電路,(1) 反相比例運(yùn)算放大器,虛地點(diǎn),i1=iF+ ib-=iF , ib- =0,ib+ =0,u+ =0,u=u+=0,平衡電阻(使輸入端對地的靜態(tài)電阻相等):RP=R1/RF,F,3,例題1. R1=10k , RF=20k , ui =-1V。求:uo ，RP應(yīng)為多大？,Au=-（RF/R1）=-20/10=-2 uo= Au ui=(-2)(-1)=2V RP=R1/RF=10/20=6.7 k,4,反相比例運(yùn)算放大器輸入電阻及反饋方式：,反饋電阻,5,(2

2、) 同相比例運(yùn)算放大器,u-= u+= ui,ib+ =0,ib- =0,iF=if,RP=Rf/RF,6,例題2. Rf=10k , RF=20k , ui =-1V。求:uo ，RP應(yīng)為多大？,uo= Au ui=(3)(-1)=-3V RP=Rf/RF =10/20=6.7 k,7,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,同相比例運(yùn)算放大器輸入電阻及反饋方式：,輸入電阻(高),反饋方式?,8,當(dāng)RF=0時,Au=1,uo=ui,(3) 電壓跟隨器,此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，輸出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。,9,(4) 差動放大器,ib+ =0,ib- =0,u-

3、 = u+,10,以上電路的比較歸納：,1.它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都比較小。 2.關(guān)于輸入電阻 反相輸入的輸入電阻小， 同相輸入的輸入電阻高。 3.以上放大器均可級聯(lián),級聯(lián)時放大倍數(shù)分別獨(dú)立計算。,11,例題3. R1=10k , R2=20k , ui 1=-1V， ui 2=1V 。求:uo,12,例題3. 若ui1=sin t V， ui 2=1V ，求:uo,uo1= ui1= sin t V,uo2= ui2(1+R2/R1)=3V,13,(5) 反相求和運(yùn)算：,虛地,若R1 =R2 =R,取RP= R1/ R2/RF,i1 + i2= iF,14,(6) 同相求和運(yùn)算：

4、,取R1/R2=RF/Rf,15,(7) 微分運(yùn)算：,u-= u+= 0,ib- =0,16,17,(8) 反相積分運(yùn)算,uc = -uo,u-= u+= 0,18,反相積分器：如果u i=直流電壓U,輸出將反相積分，經(jīng)過一定的時間后輸出飽和。,積分時限,設(shè)Uom=15V,U=+3V, R=10k ,C=1F,=0.05秒,19,反相積分器：如果ui =-U=-3V，畫出uo的波形圖。,設(shè)Uom=15V,U=3V, R=10k ,C=1F,20,應(yīng)用舉例：輸入方波，輸出是三角波。,三角波發(fā)生器將在第六章中講,21,（9）三運(yùn)放電路,22,三運(yùn)放電路(續(xù)),u-= u+,R、RW、R三個電阻可視

5、為串聯(lián),23,三運(yùn)放電路(續(xù)),24,三運(yùn)放電路是差動放大器，放大倍數(shù)可調(diào)。,由于輸入均在同相端，此電路的輸入電阻高。,三運(yùn)放電路的特點(diǎn),25,例1:由三運(yùn)放放大器組成的溫度測量電路,Rt 熱敏電阻,Rt=f(TC),集成化:儀表放大器,26,例2. 求電壓放大倍數(shù)Au=uo/ui 。,u-= u+=0,i1 =iF = i2 +i3,RP=R1/(RF + R2 /R3),27,例3. A/D變換器要求其輸入電壓的幅度為0+5V，現(xiàn)有信號變化范圍為-5V+5V。試設(shè)計一電平抬高電路，將其變化范圍變?yōu)?+5V。,uo = (ui /2)+2.5 V,28,例3(續(xù)),uo = (ui /2)+

6、2.5 V,= (ui +5) /2,uo1=-(10/20)(ui+5)=- (ui+5)/2,uo=-(20/20)uo1=- uo1 =(ui+5)/2,29,運(yùn)算電路要求,1.熟記前8種基本運(yùn)算電路的電路圖及放大倍數(shù)公式。 2. 以上基本運(yùn)算電路級聯(lián)后輸出的計算。 3. 會用 ib- =0, ib+ =0, u+ = u- 分析給定運(yùn)算電路的 放大倍數(shù)。,30,12.4 有源濾波器,濾波電路的種類:,低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器,12.4.1 概述,31,傳遞函數(shù)：,幅頻特性,相頻特性,傳遞函數(shù)、幅頻特性,32,濾波器分類(按頻率特性進(jìn)行分類)：,低通,高通,帶通,帶阻,33,一階RC低通濾波器(無源),34,幅頻特性、幅頻特性曲線,35,通頻帶寬度(帶寬),帶寬:0 - 0,設(shè)R=10k,C為下列各值時的帶寬:,C fo 1F 16Hz 0.047 F 340Hz 0.01 F 1600Hz,36,12.4.2 有源濾波器,1.一階有源低通濾波器,傳遞函數(shù)中出現(xiàn) 的一次項(xiàng),故稱為一階濾波器,37,相頻特性：,幅頻特性及幅頻特性曲線,38,電路特點(diǎn):,39,2. 一階有源高通濾波器,40,幅頻特性及幅頻特性曲線,41,3.二階有源低通濾波