1、ITF = r = 0I = If =R' R、-KAlRiR'IdA9人二0-卜加'"民 R, R電赭中R：稱為平衛 電阻戎出號J產“ r = r；=o一階8.1.1反相比例電路1.基本電路§ 8.1 比例運算電電壓并聯負反饋輸入端虛短、虛斷7?1 I 冶特點：反相端為虛地，所以共模輸入可視為 0,對運放共模抑制比要求低輸出電阻小，帶負載能力強要求放大倍數較大時，反饋電阻阻值高，穩定性差。如果要求放大倍數 100，R1=100K，Rf=10M2. T型反饋網絡（T型反饋網絡的優點是什么？）H特點：輸入電阻高，輸出電阻小，帶負載能力強抑制比要求高V-

2、=V+=Vi，所以共模輸入等于輸入信號，對運放的共模 2.電壓跟隨器輸入電阻大輸出電阻小，能真實地將輸入信號傳給負載而從信號源取流很小§ 8.2加減運算電路 8.2.1求和電路1. 反相求和電路2.虛短、虛斷Z/ = 0二 K 二0/1 + /i + / = 7z幾 一心5小R'=RRJ/R/RSwTTL.%ChTR,liVtzR-R9%特點：調節某一路信號的輸入電阻不影響其他路輸入與輸出的比例關系3. 同相求和電路4.虛短、虛斷CH=幾一 1%兔I卜_1+% %+Rn R& Rb RiR.心 &凡二比/他/R 人'R11 - RyllRjR.1如果兒

3、=化匕=&(+ +822單運放和差電路CM rWrWH 時：R h“七（也+冬）E?/?! 肥2 1%禺OH'紜R|AV十P且R戶R川RERR耗= RHRR一瓦八兒 LZ L “也必MJR'13%;+用）必"*赳懇+瓦話F823雙運放和差電路CHWl肉gx4,1AIrJOHJ R, JdeAV,1K1R.IK1 Vr厶二-丿3（亠+二）凡 R2鳳= 7V21JR 匕呂 RJ lisR"4叫+爪例1：設計一加減運算電路設計一加減運算電路，使Vo=2Vi1+5Vi2-10Vi3解：用雙運放實現平衡電阻 R3= R1/ R2/ Rf1=12.5KR6=R4

4、/R5/Rf2= 8.3K2/JRiRRRL Ri R1例2:如圖電路，求Avf, Ri解：=-I'° R2 J§ 8.3積分電路和微分電路 8.3.1積分電路電容兩端電壓與電流的關系:i心嚴dt= 兇7 di二H（門"十VrvoQ)= 一右打M討M)積分電路的用途將方波變為三角波(Vi :方波，頻率500Hz,幅度1V)（Vi :正弦波，頻率 500Hz，幅度1V）1.OE1.OE1.OEl-Oei.OEl.Oei.OEl.0&59巧理Time (seconds)思考：輸入信號與輸出信號間的相位關系?H-1Time (seconds)思考：輸入信

5、號頻率對輸出信號幅度的影響?積分電路的其它用途：去除高頻干擾將方波變為三角波移相在模數轉換中將電壓量變為時間量§ 8.3積分電路和微分電路8.3.2微分電路dt比= +&）別誠）al微分實驗電路T把三角波變為萬波(Vi :三角波，頻率1KHz，幅度0.2V)vol礦ge fB)Time (seconds')輸入正弦波(Vi:176111-seiu-e9tn-nsm-eazm 3 m-445m-38Sm正弦波，頻率1KHz，幅度0.2V)三£ 66罰S49S49 5SOSS0 5S0SS0 SS1 SS1.497LS7mTime (seconds)思考：輸入信

6、號與輸出信號間的相位關系？ (Vi :正弦波，頻率 500Hz，幅度1V)思考：輸入信號頻率對輸出信號幅度的影響?§ 8.4對數和指數運算電路 841對數電路Vg = 7。fD =厶（小1）V/wd-FrlnRL所以誤差很大；PN結伏安特性差別較大， 所以運算只在較小的電流范對數電路改進基本對數電路缺點： 運算精度受溫度影響大；小信號時exp(VD/VT)與1差不多大,二極管在電流較大時伏安特性與H圍內誤差較小。改進電路1用三極管代替二極管vvic 宅 lE h RJ_+-、7CH <張=_1)rITI乂良小g » PV時)icVivbe 丸 vp = Ft In 二

7、一yrln厶Rh電路在理想情況下可完全消除溫度的影響V|i i?n-iR莎紀打 =和咕-3,2)=郃In計+£V/Ivi 屯-f 71 nRLR【BE：RrVo：改進電路3:實用對數電路如果忽略T2基極電流， 則M點電位:HFei5 ?04忙即RUu =Vo = Vre ?也川& +凡 由丁所以Vo =7噲"亠希”)2.反函數型指數電路電路必須是負反饋才能正常工作，所以:如果取也二&并令瓦=0 + =)誕 則心求I倉842指數電路1. 基本指數電路2>Vo = RUVo21沁怎厶y =和=一RHA/-T就教Jf'rtigg IR aX訕=7丁=

8、一燈： I i_,Rt 切=一 莎 7p o< <,76Ev =比/? + /?=a中 10 <<IR2aV*斤=KW0§ 8.5乘除運算電路 8.5.1基本乘除運算電路1.乘法電路對數電骼】電路;巾2VyR"A電路IHV'tis = (Vl'L + 'i)乂 ， 111jH對® 電路1Vt一 fvrR*RA指數 電路, =i*OJ KJO勺0'b1心H； 丁=Ig-Jrz xi卩口二 nK jO&e =-K、'U-JV'.vk乘法器符號"策 £ g-a-巧人

9、9;-k/VvKiK,、廠 vt V& ff JAll果 Ki = K, = K、 則 wmK 7"2.除法電路Vx-A kJ = JV, =一«訂0口 = 一乩V.v 217如果 K = Kh = K、則 vo = K Vr8.5.2.乘法器應用1.平方運算和正弦波倍頻如果輸入信號是正弦波:V/ = K11* sinvo= Ar(f，iTh sin耳 KV bn (I - COS 2ftX)只要在電路輸出端加一隔直電容，便可得到倍頻輸出信號。2. 除法運算電路注意：只有在 VX2>0時電路才是負反饋 負反饋時，根據虛短、虛斷概念：VfR = fR2V：vil

10、h-Vo：m =RzV02 = KVti K -R1I ' Z旳處-R：r-t >RrR：也fkRt Vain Vo=K*Ri3. 開方運算電路Vi輸入電壓必須小于 0,否則電路將變為正反饋。兩種可使輸入信號大于 0的方案:R"3.調制（調幅）4. 壓控增益，另一個接輸入信號，則輸出信號與輸入乘法器的一個輸入端接直流電壓（控制信號） 信號之比（電壓增益）成正比。VO=KVXvY電流-電壓變換器 由圖可知可見輸出電壓與輸入電流成比例。 輸出端的負載電流：«L電流-電壓變換電路若RI固定，則輸出電流與輸入電流成比例，此時該電路也可視為電流放大電路。由負載不接地電路

11、圖可知：所以輸出電流與輸入電壓成比例。對負載接地電路圖電路，R1和R2構成電流并聯負反饋；R3、R4和RL構成構成電壓串聯正反饋。- 汩勺+他旳十堆2皿廠甘加rJ由K =些得！ 4 =；淤臣討論：1.當分母為零時，iO 78,電路自激。4 礦也2. 當 R2 /R1 =R3 /R4 時，貝9:說明iO與VS成正比，實現了線性變換。電壓-電流和電流-電壓變換器廣泛應用于放大電路和傳感器的連接處，是很有用的電子 電路。§ 8.6有源濾波電路 861濾波電路基礎知識一.無源濾波電路和有源濾波電路 無源濾波電路：由無源元件(R , C , L )組成有源濾波電路：用工作在線性區的集成運放和R

12、C網絡組稱，實際上是一種具有特定頻率響應的放大器。有源濾波電路的優點，缺點：請看書。二.濾波電路的分類和主要參數1. 按所處理的信號可分為模擬的和數字的兩種;2. 按所采用的元器件可分為有源和無源；3. 按通過信號的頻段可分為以下五種：a.低通濾波器（LPF ）Avp:通帶電壓放大倍數 fp:通帶截至頻率過渡帶：越窄表明選頻性能越好，理想 濾波器沒有過渡帶b.高通濾波器（HPF ）c.帶通濾波器（BPF ）d.帶阻濾波器（BEF ）e.全通濾波器（APF ）Butterworth , Chebyshev 和 Bessel 等。4.按頻率特性在截止頻率fp附近形狀的不同可分為A理想有源濾波器的頻

13、響：Ml* k阻帶里帶后曲uie）離通|乂|八阻jg9 Q贏W«ii<d)w濾波器的用途例如，有一個較低頻率的信號， 其中包含濾波器主要用來濾除信號中無用的頻率成分, 一些較高頻率成分的干擾。濾波過程如圖所示。§ 8.6有源濾波電路862低通濾波電路(LPF )低通濾波器的主要技術指標(1 )通帶增益Avp 通帶增益是指濾波器 在通頻帶內的電壓放大 倍數，如圖所示。性能 良好的LPF通帶內的幅 頻特性曲線是平坦的， 阻帶內的電壓放大倍數 基本為零。(2)通帶截止頻率fp通帶與阻帶之間稱為過渡帶， 過渡帶越窄，說明濾其定義與放大電路的上限截止頻率相同。 波器的選擇性越好

14、。8.6.2.1 一階低通濾波電路(LPF ).電路構成組成：簡單RC濾波器同相放大器特點: 太慢，選擇性較差。Avp I >0,帶負載能力強缺點：阻帶衰減二.性能分析有源濾波電路的分析方法：Av(j 3)1. 電路圖7電路的傳遞函數Av(s) 7頻率特性2. 根據定義求出主要參數3. 畫出電路的幅頻特性適琴電壓放人倍數lif_1>8A +十+ Vi IV吿遞眛數=心叫；將豊換曲W2喬加£嚴宀1+弓一階LPF的幅頻特性：862.2簡單二階LPF.電路構成將嗾為fu令®）=玄/）=而兒1-（莎+.昭(753-7/廠I2E y% 二 CMViR M R_>00

15、+oVo組成：二階RC網絡同相放大器通帶增益:3心二.主要性能1.傳遞函數：蔦=4囚（£） 匚"尸1十M7?此S+封弘）'八' R +魯KR七春）八3苛2爲帝a2.通帶截止頻率：3.幅頻特性:特點：在f>fo后幅頻特性以 模只有通帶放大倍數模的三分之一。-40dB/dec的速度下降；缺點：f=f0時，放大倍數的8.623二階壓控電壓源 LPF二階壓控電壓源一般形式二階壓控電壓源LPF分析：Avp同前g（即-兒詁（巧對節點N ,可以列出下 列方程：”:;-PkK（咖C -凹 K聯立求解以上三式，可得LPF的傳遞函數：J（$）=_M） 1+（3-&

16、斜 * + （曲町上式表明，該濾波器的通帶增益應小于 3，才能保障電路穩定工作。頻率特性：令=<?=7 則：兒|r） = 0騙當Q-0.707 時，0Q當2務V3時I Q>h兒卜丿0如。幅頻特性在 戶處將被抬高*當Avp>3時，Q =8,有源濾波器自激。由于將 接到輸出端，等于在高頻端給 LPF加 了一點正反饋，所以在高頻端的放大倍數有所抬高，甚至可能引起自激。巴特沃思（壓控）LPFS勁喘AQ=0.707 fp=fO=1OOHz§ 8.6有源濾波電路 862.4無限增益多路反饋濾波器60DB無限增益多路反饋有源濾波器一般形式，要求集成運放的開環增益遠大于由圖可知:3

17、討（$）對節點N ,列出下列方程：丿Ifm-1-十 i 俵/Z1 j 04.W=1+fC&Rf ( + + )+ s'Cj' R Ra Rf通帶電壓放大倍數頻率響應為:仿真結果10巴特沃思濾0.10.010 0010.0001100)xwble+«4le-HX)5Frequency fHz)Q=0.707 fp=f0=1000Hz863高通濾波電路 （HPF ） 863.1 HPF與LPF的對偶關系7(12.傳遞函數對偶-2()-低通濾波器傳遞函數H'1 丁（3-月即）5CR）2Av =IIf）融五（劉心V n中百_4護77樂廠門 '9八

18、74;sRCisRC高通濾波器傳遞函數HPF與LPF的對偶關系sRC3.電路結構對偶863.2二階壓控電壓源 HPF%ViT吁R IR+二階壓控電壓源 HPF4=3HAVt電路形式相互對偶二階壓控電壓源HPF 傳遞函數：低通:高通：搟S換為W£3 - AvpA vjir /叭二* Zo（7八運7性:二階壓控電壓源 HPF二階壓控電壓源 HPF幅頻特無限增益多路反饋 LPF無限增益多路反饋 HPFH864帶通濾波器（BPF）BPF的一般構成方法：優點:通帶較寬，通帶截至頻率容易調整缺點:電路元件較多般帶通濾波電路1000LODin0H=c二階壓控電壓源 BPF二階壓控電壓源一般形式二階

19、壓控電壓源BPF傳遞函數：llDlOuzX/LJQiOn logtm、101K10OKFjeqvency (H殆VlOKHo（S）PR1Ku+尺I中噸G）二0r"；=（1+4"；嚴戸齊抜皿）陸）】勺G）_JPtC 山 G卜丁、:通帶電壓放大倍數sCR已")_ l +W "V j +sCRA.J/Aj = 2 * 碼 g = I 十 ®八 1十(3竝£”先十(丈7疔W瀕成加且令：% =衍4=冠7i是濾波器的中心頻率Aj f 4I + i（厶-牛H人,1 = 7。(3-.竊 r + 4-/p2 = y(k3-.%yF+4-BK = fp2

20、 訂譏= G-4y)/jRf截止頻率：RC選定后，改變R1和Rf即可改變頻帶寬度=(2 斤山二階壓控電壓源 BPF仿真電路1 M1 kC1 nF2 kn1 kn、Z71 TffiO Mz/0 D&o仿真結果lOMuo10 gg勺hcAZWLW0 010 100 1000Frequencyle+COJ865帶阻濾波器(BEF)BEF的一般形式0t-缺點：電路元件較多且 HPF與LPF相并比較困難。基本BEF電路雙T帶阻網絡1 kQwv1uF1 kuVo1»FHart) Deg0.5 k2imF雙T帶阻網絡0包 *1£ “劃常A傳遞函數fpL 人 QdaJ+I- （2 號 4 尸）42 = A 0（2*彳嘗）'+1 +（ 2"莎） Zo= *3曲r朋A廠厶產2（2-人）人二階壓控電