南航考研模拟电子线路(模电)第六章01

电子线路基础

第六章模拟信号运算与处理电路

本章知识点

?基本运算电路

?有源滤波器

?电压比较器

电子线路基础

第六章 模拟信号运算与处理电路

集成运算放大器在使用时，总是与外部反

馈网络相配合，以实现各种不同的功能：

信号运算 信号处理

信号产生

比例、求和、积分与微分、对数和反对数等

有源滤波器、电压比较器 正弦波振荡电路 引入线性负反馈 引入非线性负反馈 u o =A(u +-u -)

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6.1.1 基本运算电路

反相比例运算电路

R 1R 2

i i u i

u -u +

i -∞

A

i +

R F

i f

u o

u o =Ku i

电压并联负反馈

电子线路基础

因为虚断: i + ＝0， u +=-i + R 2=0 又因虚短： u -= u +

得: u -= u + =0 虚地 由于i -=0 ，有i i =i f ，即有

(u i -u -)/R 1=(u - -u o )/R F

反相比例运算电路电压放大倍数：

A =u /u =-R /R R 1R 2

i i u i

u -u +

i -∞

A

i +

R F

i f

u o

R 1R 2

i i u i

u -u +

i -∞

A

i +R F

i f

u o

A uf =u o /u i = -R F /R 1

输入电阻 R if =u i /i i =R 1 输出电阻 R =0

虚地

共模输入电压( u ++u -)/2=0

R 1R 2

i i u i

u -u +

i -∞

A

i +

R F

i f

u o

特点：输入电阻小、虚地、共模电压小是反向比例运放电路的特点。

同相比例运算电路

A uf =u o /u i =1＋R F /R 1

输入电阻 R if =u i /i i =∞ 输出电阻 R of =0 R 1R 2

i i u i

u -u +

i -∞

A

i +

R F

i f

u o

u i

∞

A

u o

电压跟随器

R 1R 1

i i

u i

u -u +i -∞

A

i +

R F

i f

u o

u i

R F

差分比例运算电路

A uf = u o

u i －u i /

=

R F R 1

电子线路基础

设 、 ， 输出电压为： 当 、 时，运放同相输入端的电位为:

则可得：

0i ='u 0i ≠u i

1F

1o u R R u ?-=0i ≠'u 0i =u i F

1F

u R R R u '

?'+''=+i F F 1F 11o u R R R R R R u R R R u '

?'+''?+=?+='+

电子线路基础

当满足条件 、 时， 有: 在 、 共同输入时，输出电压为：

差动比例运算电路的电压放大倍数为：

差模输入电阻为： 11R R '=F F R R '=i 1F

1o u R R u '

?='i u i u ')

(i i 1

F i 1F i 1F 1o 1o o u u R R u R R u R R u u u '-?-=?-'?='+=1F i

i o uf R R u u u A -

='-=1i i if

2R i u u R ='-=

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4.1.2 求和运算电路

1.反相输入求和电路

F

i F

'

22

1

3

i 1

i 2

i 3

3

u i u i u i u o

因集成运放的反相输入端是虚地，所以

理想运算放大器有 ， 则有：

所以输出电压为：

11i 11i 1R u R u u i =-=-22i 22i 2R u R u u i =-=-3

3

i 33i 3R u R u u i =-=-, , 0==+-i i F 321i i i i =++F o

33i 22i 11i R u R u R u R u -

=++??? ?++-=F F F u R u R u R u

2.同相输入求和电路

1

F

23

2

1

3

''

'

'

u i u i u i u o

电子线路基础运放同相输入端的电压为：

其中 集成运放虚短，有: 根据同相比例运算电路原理，可得：

3

i 2

13212i 312311i 32132////////////////////////u R R R R R R R u R R R R R R R u R R R R R R R u ?'''+''''+?'''+''''+?'''+''''=+3i 3

2i 21i 1u R R u R R u R R ?'+?'+?'=+++

R R R R R ''''=+//////321

-

+=u u +-????? ?

?+=????? ??+=u R R u R R u 1F 1F o 11?? ??+?+???? ?+=+

++F 1u R u R u R R

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3.双端求和运算电路

F

232

13

'

4

4

u i u i u i u i u o