第七章信号的运算和处理1
模电-7-信号的运算和处理
uO = uO1 + uO2 + uO3
Rf Rf Rf = − ⋅ uI1 − ⋅ uI2 − ⋅ uI3 R1 R2 R3
《模拟电子技术基础》郑锦良 模拟电子技术基础》
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf ∥
i1 + i2 + i3 = i4
节点电流法
uI1 − uP uI2 − uP uI3 − uP uP + + = R1 R2 R3 R4
若R1 = RF2，R3 = RF1
Rf2 uo = 1 + ( uI2 − uI1 ) R3
《模拟电子技术基础》郑锦良 模拟电子技术基础》
iO = f (u I ) = ?
uI iO = RO
《模拟电子技术基础》郑锦良 模拟电子技术基础》
例：用集成运放实现以下运算关系
uO = 10uI1 − 5uI2 − 4uI3
uI1 uI2 uI3 Rf uO = 1 + ⋅ ( R1 // R2 // R3 // R4 ) ⋅ R + R + R R 2 3 1 uI1 uI2 uI3 R + Rf Rf = ⋅ ( R1 // R2 // R3 // R4 ) ⋅ + + R Rf R1 R2 R3 u u u = Rf I1 + I2 + I3 R1 R2 R3
uI3 uI4 uI1 uI2 uO = Rf ⋅ + − − R3 R4 R1 R2
若R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5，uO＝?
Rf uO = ⋅ ( uI2 − uI1 ) R
中国海洋大学信号与信息处理专业考研初试模拟电子技术
第三讲 多级放大电路
1、概述 2、多级放大电路的耦合方式 3、多级放大电路的动态分析 4、直接耦合放大电路 5、本章重难点总结
第3章 多级放大电路
一、概述 1、四种耦合方式 2、静态分析和动态分析 3、直接耦合放大电路
第3章 多级放大电路
二、多级放大电路的耦合方式 1、直接耦合 2、阻容耦合 3、变压器耦合 4、光电耦合
重点与难点总结
1、多级放大电路的动态分析 2、差分放大电路四种接法的动态参数特点 3、差分放大电路、互补输出级
第四讲 集成运算放大电路
1、概述 2、集成运算放大电路概述 3、集成运放中的电流源电路 4、本章重难点总结
第4章 集成运算放大电路
一、集成运算放大电路概述 1、电路结构特点 2、电路组成及各部分的作用 （1）输入级 （2）中间级 （3）输出级 （4）偏置电路 3、电压传输特性
第6章 放大电路中的反馈
三、负反馈放大电路的方块图及一般表达式 1、负反馈放大电路四种组态的方块图表示方 法 2、负反馈放大电路的一般表达式 3、求解基本放大电路的一般方法步骤
第6章 放大电路中的反馈
四、深度负反馈放大电路放大倍数的分析 1、深度负反馈的实质：忽略净输入量 2、四种组态反馈网络的分析 3、四种组态放大倍数的分析
模拟电子技术基础
第一讲 常用半导体器件
1、概述 2、杂质半导体与PN结 3、半导体二极管 4、晶体管 5、场效应管 6、本章重难点总结
一、模拟电子技术基础概述
重点章节：第二章
基本放大电路 第三章 多级放大电路 第六章 放大电路中的反馈 第七章 信号的运算和处理 学习方法：理解基本原理，不能死记电路图 和公式
第6章 放大电路中的反馈
五、负反馈对放大电路性能的影响 1、稳定放大倍数 2、改变输入电阻和输出电阻 3、展宽频带 4、减小非线性失真 5、放大电路中引入负反馈的一般原则
模拟电子技术基础第七章
第七章 信号的运算和处理
7.2.1 比例运算电路
一、反相 比例运算电路 1. 电路 组成 电路核心器件为集成运放;
电路的输入信号从反相输入端输入;
同相输入端经电阻接地; 电路引入了负反馈，其组态 为电压并联负反馈。 说明：由于集成运放输入极对称， 为保证外接电路不影响其对称性， 通常在运算电路中我们希望RP= RN 。
uo3
f
R3
uI 3
第七章 信号的运算和处理
2. 同相求和运算电路
iN 0
uo (1
Rf R
？
)u N u N u P
iP 0 i1 i 2 i 3 i 4 uI 1 uP uI 2 uP uI 3 uP uP R1 R2 R3 R4 1 1 1 1 uI 1 uI 2 uI 3 ( )uP R1 R 2 R 3 R 4 R1 R 2 R 3 uI 1 uI 2 uI 3 uP RP ( ) 式中RP R1 // R2 // R3 // R4 R1 R 2 R 3
即：uP>uN，uo =+ UOM ；
+UOM
uP<uN ，uo =- UOM 。
（2）仍具有“虚断”的特点。
即： iP=iN =0。
-UOM
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
第七章 信号的运算和处理
7.2 基本运算电路
第七章 信号的运算和处理
第七章 信号的运算和处理
求解深度负反馈放大电路放大 倍数的一般步骤：
（1）正确判断反馈组态；
【 】
内容 回顾
（2）求解反馈系数；
（3）利用 F 求解
2011模电题库精简版
第一章 常用半导体器件一、判断对错1、在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
（ ）2、因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
（ ）3、PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ）4、处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
（ ）二、选择填空1、在本征半导体中加入 元素可形成N 型半导体。
A 、五价B 、四价C 、三价2、在本征半导体中加入 元素可形成P 型半导体。
A 、五价B 、四价C 、三价3、PN 结加正向电压时，空间电荷区将 。
A 、变窄B 、基本不变C 、变宽4、设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 。
A 、I S e UB 、T e S U U IC 、)1e (S －T U U I5、稳压管的稳压区是其工作在 。
A 、正向导通B 、反向截止C 、反向击穿6、当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。
A 、前者反偏、后者也反偏B 、前者正偏、后者反偏C 、前者正偏、后者也正偏7、当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 。
A 、增大B 、不变C 、减小8、工作在放大区的某三极管，如果当I B 从12μA 增大到22μA 时，I C 从1mA 变为2mA ，那么它的β约为 。
A 、83B 、91C 、1009、当场效应管的漏极直流电流I D 从2mA 变为4mA 时，它的低频跨导g m 将 。
A 、增大B 、不变C 、减小三、分析题1、写出如图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D ＝0.7V 。
2、能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？3、现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。
试问：（1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？（2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？4、有两只晶体管，一只的β＝200，I CEO＝200μA；另一只的β＝100，I CEO＝10μA，其它参数大致相同。
(完整版)模拟电子技术第7章信号的运算和处理
第 7章 信号 的运算和处理1、A 为理想运算放大器。
2(08分)1.某放大电路如图所示，已知A u u I 2u Iu o 与输入电压 u I 间 的关系式为（ 1）当时，证明输出电压I1R R 4 2 u o1u 。
I R R 31uI 12V 时， u 1.8V ，问 R 应取多大 ? （2）当o 1u I 1 0.5 mV ，A 、 A 为理想运算放大器，已知 (10分)2.左下图示放大电路中，1 2u I 2 0.5 mV 。
（ 1）分别写出输出电压 u 01、 u o2、 u的表达式，并求其数值。
ou＝？o（ 2）若不慎将 R 短路，问输出电压1A 、A 为理想运算放大器。
(06分)3.右上图示放大电路中，已知（1）写出输出电压 u 1 2u I 1、 u I 2间 的关系式。
与输入电压o （2）已知当 u =1V 时，I1uo u I 2＝？＝ 3V ，问(10分)4.电流 -电流变换电路如图所示， A 为理想运算放大器。
I L （1）写出电流放大倍数 A i ， ＝？I S 10mA IL的表达式。
若I SR FI＝？L（2）若电阻短路，(10分)5.电流放大电路如左下图所示，设A为理想运算放大器。
I L（1）试写出输电流的表达式。
（2）输入电流源I L两端电压等于多少？(10分)6.大电流的电流－电压变换电路如右上图所示，A为理想运算放大器。
1A～（1）导出输出电压U O的表达式U O f (I )。
若要求电路的变换量程为IR5V，问＝？3（2）当I I＝1A时，集成运放 A 的输出电流I O＝？(08分)7.基准电压－电压变换器电路如下图所示，设A为理想运算放大器。
（ 1）若要求输出电压 U 的变化范围为 4.2～10.2V，应选电位器 R＝？o W （ 2）欲使输出电压 U 的极性与前者相反，电路将作何改动？o(10分)8.同相比例运算电路如图所示，已知A为理想运算放大器，其它参数如图。
模拟电路ppt课件
例：求Au =?
i2 R2 M R4 i4
i3 R3
i1 ui
R1
_ +
+
RP
虚短路
u u 0
i1= i2
虚开路
uo
uo
vM
1
R4 1
1
R2 R3 R4
i2
vM R2
i1
ui R1
(4-11)
uo
vM
1
R4 1
1
R2 R3 R4
i2
vM R2
i1
ui R1
Au
uo ui
)
RF
2
RF1 R4
( ui1 R1
ui 2 R2
)
ui3 R5
(4-29)
五、三运放电路
ui1 +
A+
+
ui2
A+
uo1
R
R1
a
RW b
R
R1
uo2
R2
+
uo
A+
R2
(4-30)
ui1 +
A+
+
ui2
A+
uo1
R a
RW b
ua ui1 ub ui2
uo1 uo2 ua ub
t
思考：如果输入是正弦波，输出波形怎样，请 自己计算。运放实验中请自己验证。
(4-36)
积分电路的主要用途： 1. 在电子开关中用于延迟。 2. 波形变换。例：将方波变为三角波。 3. A/D转换中，将电压量变为时间量。 4. 移相。
其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘 法与除法运算电路等，由于课时的限制，不作 为讲授内容。
模拟电子技术第七章
* R’ = R // Rf
反相输入端“虚地”，电路的输入电阻为
Rif = R
引入深度电压并联负反馈，电路的输出电阻为 R0f = 0
第七章 信号的运算和处理
2.
T型网络反相比例运算电路
电阻R2 、 R3和R4构 成T形网络电路。
节点N的电流方程为
uI uM i2 R1 R2 uM R2 所以 i3 uI R3 R1R3
第七章
信号的运算和处理
7.1 基本运算电路
7.2 7.3
童 诗 白 第 四 版
模拟乘法器及其运算电路的运用 有源滤波电路
7.4 电子信息系统预处理中所用电路
本章重点和考点
1.比例、加减、微分及积分电路的综 合运算。 2.有源滤波电路的基本概念(二阶低通
童 诗 白 第 四 版
滤波电路)。
第七章 信号的运算和处理
7.1
基本运算电路
在运算电路中，以输入电压作为自变量，以 输出电压作为函数；当输入电压变化时，输出电压 按一定的数学运算规律变化。 基本运算电路包括： 比例、加减、积分、微分、对数、指数
第七章 信号的运算和处理
7.1.1 概述
在运算电路中，集成运放必须工作在线性区， 因而电路中必须引入负反馈；且为了稳定输出电 压，均采用电压负反馈；由于其优良的指标参数， 均为深度负反馈。
i4 = i2 + i3
输出电压
u0= -i2 R2 – i4 R4
将各电流代入上式
R2 R4 R2 // R4 uo (1 )uI RI R3
第七章 信号的运算和处理
二、同相比例运算电路
RF uo (1 )uI R
uO RF Auf 1 uI R
模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的根底知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯洁的具有单晶体构造的半导体。
4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
表达的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素〔多子是空穴，少子是电子〕。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素〔多子是电子，少子是空穴〕。
6.杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。
*二极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的上下:假设 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);假设 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
1〕图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的上下:假设 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);假设 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。
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,
u B E U T ln
uI ISR
uI IS R
实际 极性
u O u BE U T ln
实用电路中常常采取措施 消除IS对运算关系的影响
对输入电压的极性和幅值有何要求？
ICM限制其值
2. 指数运算电路
u I u BE
uI
i R iE I S e
UT
uI
u O iR R I S R e
) uP
R Rf R
u O Rf (
u I1 R1
u I2 R2
u I3 R3
)
与反相求和运算电路 的结果差一负号
3. 加减运算
利用求和运算电路的分析结果
设 R1∥ R2∥ Rf＝ R3∥ R4 ∥ R5
u O Rf ( u I3 R3 u I4 R4 u I1 R1 u I2 R2 )
同理可得， uI2、 uI3单独作用时的uO2、 uO3，形式与 uO1相同，则 uO =uO1+uO2+uO3 。
物理意义清楚，计算麻烦！
在求解运算电路时，应选择合适的方法，使运算结果 简单明了，易于计算。
2. 同相求和
i1 i 2 i3 i 4
u I1 u P R1 u I1 R1 u I2 R2 u I2 u P R2 u I3 R3 (
Ri
电压串联负反馈
3) 电阻R’＝？为什么？ R’=R∥Rf 4) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什么？
运算关系的分析方法：节点电流法
同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器
uO uN uP uI
1) F ? 2 ) Ri ? 3) u Ic ?
三、加减运算电路
第七章 信号的运算和处理
7.1 基本运算电路
7.3 有源滤波电路
7.1 基本运算电路
一、概述；
二、比例运算电路；
三、加减运算电路；
四、积分运算电路和微分运算电路；
五、对数运算电路和指数运算电路。
一、概述
1. 研究的问题
（1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种 运算的结果，如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微 分、对数、指数等。 （2）描述方法：运算关系式 uO＝f (uI) （3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。
为了克服集成运 放的阻塞现象和自 激振荡，实用电路 应采取措施。
运放由于某种原因 进入非线性区而不 能自动恢复的现象
限制输 入电流
五、对数运算电路和指数运算电路
1. 对数运算
iC i R uI R
uBE UT
iC I S e
则 uI R
利用PN结端电 压与电流的关系
uBE UT
ISe
100 ， R 2 R 4 100 k ，则 R 3 ？
2. 同相输入
u N u P u I , iR
uN R
Rf R ) uN
u O i R ( R R f ) (1
u O (1
Rf R
) uI
1) 电路引入了哪种组态的负反馈？ 2) 输入电阻为多少？
设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
பைடு நூலகம்
u I3 u P R3
uP R4
1 R1
1 R2
1 R3
1 R4
)u P
uP RP (
u O (1
u I1 R1
Rf R
u I2 R2
u I3 R3
)
( R P R1 ∥ R 2 ∥ R 3 ∥ R 4 )
RP ( u I1 R1 u I2 R2 u I3 R3 ) Rf Rf
t2 t1
u I d t u O ( t1 )
若 u I 在 t1～ t 2 为常量，则
uO
1 RC
u I ( t 2 t1 ) u O ( t1 )
2. 微分运算电路
i R iC C
du I dt du I dt
u O i R R RC
虚地
限制输出 电压幅值 滞后补偿
首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压，然后将所 有结果相加，即得到所有输入信号同时作用时的输出电压。
u O1 Rf R1 u I1
同理可得 u O2 u O3 Rf R2 Rf R3 u I2 u I3
u O u O1 u O2 u O3
Rf R1
u M i2 R 2 R2 R1 uI
u O u M ( i 2 i3 ) R 4
i3
uM R3
uO
R2 R4 R1
(1
R2 ∥ R4 R3
) uI
若要求 R i 100 k ，则 R 1 ？ 若比例系数为
R1= 100kΩ R3= 1.02kΩ
2、学习运算电路的基本要求
（1）识别电路； （2）掌握输出电压和输入电压运算关系式的求解方法。
二、比例运算电路
1. 反相输入
iN = iP =0， uN =uP =0－－虚地 在节点N： i F i R
uI R
u O iF R f Rf R uI
+
_
1) 电路引入了哪种组态的负反馈？ 2) 电路的输入电阻为多少？ Ri＝R 3) R’＝？为什么？ R’=R∥R f
只有两个输入时：
uO Rf R ( u I2 u I1 )
实现了差分 放大电路
四、积分运算电路和微分运算电路
1. 积分运算电路
iC i R uI R
1 C 1 C uI R
uO uC
iC d t
I
dt
uO
1 RC
u dt
uO
1 RC
UT
作业：P392 7.4，7.5，7.8
1. 反相求和
方法一：节点电流法
uN uP 0 iF i R1 i R 2 i R 3 u I1 R1 u I2 R2 u I3 R3
u I1 R1 u I2 R2 u I3 R3
u O iF R f R f (
)
（ 1. 反相求和）
方法二：利用叠加原理
电压并联负反馈
保证输入级的对称性
4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，R＝？ Rf＝？ Rf太大时，稳定性差且噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的比例系数？
R= 100kΩ Rf=10MΩ
T 形反馈网络反相比例运算电路
利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。
i 2 i1 uI R1
u I1
Rf R2
u I2
Rf R3
u I3
2. 同相求和
设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解： 令uI2= uI3=0，求uI1单独 作用时的输出电压:
u O 1 (1 Rf R ) R2 ∥ R3 ∥ R4 R1 R 2 ∥ R 3 ∥ R 4 u I1