2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路信号的运算和处理

电路信号的运算和处理 1、理想运放的条件 理想运放的差模放大倍数、差模输入电阻、共模抑制比、上限频率均为无穷大，输入失调电压电流、温漂以及噪声均为零。 2、集成运放线性应用：集成运放引入负反馈， 3、电路分析的依据： “虚短”和“虚断” 。 4、分析方法：节点法、叠加定理。 5、基本运算： 比例、加减法、积分、微分、对数、指数电路。 6、乘法器： 电路信号的运算和处理 ‹#› 模拟乘法器： 除法运算： 实现了对正弦波 电压的二倍频变换 ‹#› 1、现有电路： A. 反相比例运算电路 B. 同相比例运算电路 C. 积分运算电路 D. 微分运算电路 E. 加法运算电路 选择一个合适的答案填入空内。 （1）欲将正弦波电压移相＋90O，应选用 C 。 （2）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用 E 。 （3）欲实现Au＝－100的放大电路，应选用 A 。 （4）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用 C 。 （5）欲将方波电压转换成脉冲，应选用 D 。 ‹#› 2、 电路如图所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V，uI为2V的直流信号。分别求出下列各种情况下的输出电压。 （1）R2短路；（2）R3短路；（3）R4短路；（4）R4断路。 解： （1） （2） （3）电路无反馈，uO＝－14V （4） ‹#› 3、求图示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。 （a） （b） ‹#› 例4：电路如图所示, 求： 电路实现的功能：压控电流源! 解： ‹#› 1) 标出集成运放的“＋”和“－”； 2) 求解uO= f (uI) = ? + _ + _ 解： 实现比例微分运算功能。 例5：利用积分运算实现微分运算 ‹#› (1) 放大电路：放大作用 (2) 正反馈网络：满足相位条件 (3) 选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振荡 (4) 非线性环节：起稳幅作用 常合二为一 2、正弦波振荡电路的基本组成部分 (1) 是否存在主要组成部分：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅环节。 (2) 放大电路能否正常工作：即是否有合适的Q点；动态信号是否可能正常传递，没有被短路或断路； (3)是否满足相位条件：即是否存在f0;是否可能振荡 ； 3、分析方法 判断电路是否满足振荡的分析方法： (4)是否满足幅值条件：起振时 ，稳定后 。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ‹#› ∵f=f0时，Fmax=1/3, F=0 ∴要求放大电路A=3， 引入同相比例运算电路。 （1）RC振荡器（文氏桥振荡器） RC振荡器缺点：振荡频率低 4、三种振荡器 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ‹#› 分为：变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式 （2）LC振荡器：可实现高频振荡频率 注意：电感同名端标注 相位判别：瞬时极性法 （3）石英晶体振荡器：振荡频率稳定性高 5、分析电路是否可能产生正弦波振荡的步骤： 1) 是否存在组成部分 2) 放大电路是否能正常工作 3) 是否满足相位条件 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ‹#› 第九章 功率放大电路 功率放大电路的一般问题： 1）输出功率尽可能大； 2）效率要高； 3）非线性要小； 4）考虑管子的散热问题。 晶体管的工作状态: 甲类：3600 乙类：1800 甲乙类：1800~3600 OCL互补对称功率放大电路的典型电路 乙类电路 甲乙类电路 功率放大电路的计算： 效率：η 三极管的管耗：PT 最大输出功率：Pomax 直流电源提供的功率：PE 交越失真及其克服方法 三极管参数选择 ‹#› $