2022-2023学年高二物理竞赛课件：信号运算和处理电路

信号运算和处理电路 2 例题、习题、作业 滤波器基础知识 模拟乘法器 基本运算电路 集成运放的线性应用 第八章 信号运算和处理电路 3 AVO越大，运放的线性范围越小；加负反馈才能扩大其输入信号的线性范围。 一、集成运放的线性应用 例如：差模电压增益AVO  106dB 运放的电压传输特性 线性部分：vo=Avo(vP-vN) 非线性部分：vo=VOH或vo=VOL 第八章 信号运算和处理电路 4 虚断 (vP= vN ) 虚短 增益与负载无关 集成运放是一种高增益、直接耦合的多级放大电路。其差模输入电阻较大，输出电阻较小；当运放工作在线性状态下时，理想情况下可认为运放满足以下条件： 注意：理想运放工作在线性状态下才可应用“虚短”！ 第八章 信号运算和处理电路 5 二、 基本运算电路（运放的线性应用） 作用：将信号按比例放大。 类型：同相比例放大和反相比例放大。 1.比例运算电路 第八章 信号运算和处理电路 6 反相比例运算电路： 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。 i1= if 虚短 虚断 虚断 虚地 平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。 第八章 信号运算和处理电路 7 电路的输入电阻： ri=R1 为保证一定的输入电阻，当放大倍数较大时，需增大Rf，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。 共模电压 电压并联负反馈——输出电阻很小！ ，对运放共模抑制比要求低。 电路的特点： 第八章 信号运算和处理电路 8 同相比例运算电路： 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。 虚短 虚断 虚断 反馈方式：电压串联负反馈 第八章 信号运算和处理电路 9 3. 共模输入电压为vI，因此对运放的共模抑制比要求高。 1. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 2. 由于串联负反馈的作用，输入电阻大。 同相比例电路的特点： 第八章 信号运算和处理电路 10 此电路是电压串联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。 结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。 电压跟随器电路： 第八章 信号运算和处理电路 11 2. 加减运算电路 作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。类型：同相求和、反相求和；复合式减法电路、差分式减法电路。 第八章 信号运算和处理电路 12 反相加法运算电路 根据“虚断”、“虚短”， ∴ ii1 + ii2 + ii3 = if 反相加法运算电路 _ R11 R2 + RF ui1 uo ii1 iid if ui2 ui3 R12 R13 ii2 ii3 iid 第八章 信号运算和处理电路 O (70(V 1~2V V+=15V  VOL VOH P - N Vom=14V V- vO ( vNB vP V- V+ + + – vI + – iI + – ri vO AvovI ro + – vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A Rf R1 vN vP R2 = R1//Rf vI vO - + A vN vP $