模电7.1
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
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iO = f (u I ) = ?
uI iO = RO
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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
电子技术精品课程模拟电路第7章 成运放的应用Ⅰ 70页71页PPT
│ui│≤0.01mV时，运放处于线性区。 Aod越大，线性区越小，当AOd→∞时，线性区→0
怎样使理想运放工作在线性区？
在输出与输入之间加深度负反馈。
02.12.2019
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4
虚短路、虚断路的概念
第7章 信号的运算和处理
1、开环增益
Aod=∞
iN _ ∞
uo
2、差模输入电阻 rid=∞ uN ui
10
另一种同相比例运算电路
第7章 信号的运算和处理
Rf
R1 ui
_
+ +
uN uP
uN
uP
R3 R2 R3
ui
分压
R2
Rf
uo
(1
Rf R1
)uN
R1
ui
R2
_
+ +
uo
uo(1R Rf1)(R2R3R3)ui
R3
如果令 R f R 3 R1 R2
uo
Rf R1
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二、同相比例运算电路
第7章 信号的运算和处理
特点
（1）输入信号加在同相输入端， 反馈网络加在反相输入端；
uN= uP= ui
i N
iP
0
（2）不存在“虚地” 。 Rf
uo
u N
u N
R f
R1
R1
ui
R2
_
+ +
uo(1R Rf1)uN (1R Rf1)ui
uP uN 0 虚地!
R1
ui1
i1
R2
模电课后(康华光版)习题答案7
第七章部分习题解答7．1．1在图题7.1.1所示的各电路中，哪些元件组成了级间反馈通路？它们所引入的反馈是正反馈还是负反馈？是直流反馈还是交流反馈？（设各电路中电容的容抗对交流信号均可忽略）解：图题7.1.1a中，由电阻R2、R1组成反馈通路，引入负反馈，交、直流反馈均有；b图中，由R e1引入负反馈，交、直流反馈均有，由R f1、R f2引入直流负反馈；c图中，由R f、R e2引入负反馈，交、直流反馈均有；d图中，由R2、R1引入负反馈，交、直流反馈均有；e 图中，由A2、R3引入负反馈，交、直流反馈均有；f图中，由R6引入负反馈，交、直流反馈均有。
图题7.1.17．2.2 试指出图题7.1.5a、b所示电路能否实现规定的功能，若不能，应如何改正？解：图题7.1.5a电路不能实现规定的功能，因引入了正反馈。
应将运放的同相端和反相端位置互换。
图b电路也不能实现规定的功能。
应将R与R L位置互换。
图题7.1.57．2.4 由集成运放A 及BJT T 1、T 2组成的放大电路如图题7.1.7所示，试分别按下列要求将信号源v s 、电阻R f 正确接入该电路。
（1） 引入电压串联负反馈； （2） 引入电压并联负反馈； （3） 引入电流串联负反馈； （4） 引入电流并联负反馈。
图题7.1.7解： （1）a-c 、b-d 、h-i 、j-f（2）a-d 、b-c 、h-I 、j-f （3）a-d 、b-c 、g-i 、j-e （4）a-c 、b-d 、g-i 、j-e7．4．1 一放大电路的开环电压增益为A VO =104，当它接成负反馈放大电路时，其闭环电压增益为A VF =50，若A VO 变化10%，问A VF 变化多少？解： 因为200501014===+VF VO V VO A A F A所以，当A VO 变化10%时，A VF 变化%05.0%102001=⨯=VF VF A dA7．4．5 电路如图题7.3.10所示。
重庆大学模电(唐治德版)课后习题答案习题7
e + vi _ Re rbe
c +
ib
b
RC
RL
vo _
（d）
解：画出图(d)电路的小信号等效电路：
Av
( Rc // RL )
rbe
rbe Ri Re // 1
Ro Rc
表达式(略)
7.18分别画出题7.18图所示电路的小信号等效电路，并注意标出各电压电流的正 方向;写出各图的电压增益Av及输入电阻Ri、输出电阻Ro的表达式。
Rb1 C1 Rc
+VCC
C2
ib
+ vi _ Rb3
b rbe e
c
ic
ib
+
RL
+ vi
Rb3 Rb2
Re1 Ce
vo
RC Re1
RL
7.20电路如题7.20图(a)所示，晶体管T1、T2的参数分别为β1、β2，rbe1、rbe2，Q点 合适。（1）画出小信号等效电路；（2）写出电压增益Av、输入电阻Ri和输出电 阻Ro的表达式。
+VCC
R3 R1 C1 Rs vs + + vi R2 R4 T1 R6 C2 C4 vo T2 R5 C3 +
解：
(2) C1，C2 为耦合电容，起通交流隔直流的作用。 Ce 为发射极旁路电容，将交流信号旁路。 (3)相同点：都起稳定静态工作点的作用； 不同点：Re2对交流无负反馈作用，而Re1却有。
Rb1 C1 Rs
Rc
+VCC
模电第七章
模电第七章第七章负反馈技术习题类型7.1～7.9 负反馈放大电路基本概念7.10～7.14 分立元件负反馈放大电路的分析、计算7.15，7.16 集成运放负反馈放大电路的分析、计算7.17 深度负反馈放大电路的分析、计算7.18～7.20 反馈放大电路稳定性分析7.1 某负反馈放大电路开环增益为105，若要获得100倍的闭环增益，其反馈深度F和环路增益T分别是多少？解：则反馈深度 F=1+AB=103环路增益T=AB=9997.2 已知A放大器的电压增益A v=－1000。
当环境温度每变化1o C时,A v的相对变化为0.5%。
若要求电压增益相对变化减小至0.05%，应引入什么反馈？求出所需的反馈系数B和闭环增益A f。
解：要提高A v的稳定性，应引入电压取样电压求和负反馈。
由题意，要求7.3 已知某放大器低频段和高频段的电压增益均为单极点模型，中频电压增益A vo=－80，A v的下转折频率f L=12Hz，A v的上转折频率f H=200kHz。
现加入电压取样电压求和负反馈，反馈系数B v=－0.05。
求反馈放大器中频段的闭环电压增益A v f和闭环f Lf、f Hf。
解：7.4有一放大器的开环增益A=105，设开环时放大器产生非线性失真，失真系数γ=10%，若闭环后要求γ下降到1%，求电路的反馈系数B和闭环增益A f。
解：设基本放大器净输入信号为 X i，无反馈时放大器输出为为谐波成分引入负反馈，为了使输出基波不变，增加 X i则谐波分量减小7.5 一个放大电路的开环增益为A=5×105，引入反馈后的闭环增益 A f=100，要求当A变化引起的A f变化不能超过±0.001%，则允许A的最大变化是多少？解：即A的最大变化不应超过±5% 。
7.6 在一个电压跟随器电路中，反馈系数B=1，理想的闭环电压增益A f=1。
若实际反馈电路的闭环电压增益与理想值的偏差在0.02%范围内，确定开环电压增益的大小。
模电 第七章1(第五版)——康华光
(&馈
电流串联负反馈
第七章 反馈放大电路
Rc1 Rb1 (-) (+) T1 + . Vi _ Rf (+) Re1 + . Vf _
Rc2 T2
+Vcc (+) + . Vo _
Re2
第七章 反馈放大电路 例：判断下列放大电路的反馈组态
(+) (+) (+) (-) (+) (+)
电压串联负反馈 电压串联负反馈
第七章 反馈放大电路
信号源对反馈效果的影响
串联负反馈 vID = vI -vF 要想反馈效果明显， 就要求v 就要求 F 变化能有效引 的变化。 起vID的变化。
则 vI 最 好 为 恒压源， 恒压源 ， 即信号 源内阻R 源内阻 S 越小越 好。
第七章 反馈放大电路
7.2.1 电压串联负反馈放大电路
第七章 反馈放大电路
特点： 特点： 输入以电压形式求和（KVL） 输入以电压形式求和（KVL）： vid=vi- vf 稳定输出电压 电压控制的电压源
RL↓→vo↓→ f↓→ id(=vi－vf)↑ ↓→ ↓→v ↓→v ↑ vo↑
7.2.2 电压并联负反馈放大电路
第七章 反馈放大电路
例：判断下图所示电路，哪些元件引入了级间 判断下图所示电路， 直流反馈，哪些元件引入了级间交流反馈？ 直流反馈，哪些元件引入了级间交流反馈？
第七章 反馈放大电路
直流通路 (a)直流通路 直流通路
交流通路 (b)交流通路 交流通路
引入的是级间直流反馈； Rf1和Rf2引入的是级间直流反馈； 既能引入级间直流反馈，又能够引入级间交流反馈。 Re1既能引入级间直流反馈，又能够引入级间交流反馈。
模电全套15PPT课件
7.1 反馈的基本概念与分类
7.1.1 什么是反馈 7.1.2 直流反馈与交流反馈 7.1.3 正反馈与负反馈 7.1.4 串联反馈与并联反馈 7.1.5 电压反馈与电流反馈
第2页/共34页
在电子设备中经常采用 反馈的方法来改善电路的性 能，以达到预定的指标。例 如，采用直流负反馈稳定静 态工作点。
负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf、Arf、Agf、Aif）
第22页/共34页
7.4.2 减少非线性失真
无负反馈
xi
xo
A
大 小
加入负反馈
略小
预失真
略大
xi + –
略大
xid
A
xf
略小
F
第23页/共34页
xo 接近正弦波
1——开环特性 2——闭环特性
闭环时增益减小，线性度变好。 引入负反馈只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真 的，即使引入负反馈，也无济于事。
闭环放大倍数A f
回路增益A F
第19页/共34页
反馈深度1 A F
反馈深度讨论
若 1 A F 1 则 Af A ——负反馈
若 1 A F 1 则 Af A ——正反馈
若 1 A F 0
若 1 A F 1
则 Af ——自激振荡
.
.
. A A1 Af 1 A F A F F ——深度负反馈
把电路输出回路的电量（电压或电流）的一部分或全部通过某种电路（反馈电 路），用一定的方式馈送到输入回路，以影响输入电量的过程。
输 入 信 号xi 输 出 信 号xo 反馈信号x f 净输入信号xid xi x f
xi +
CH7n13模电课件2 共14页
AF1 幅值条件
af(2n1)18 相0 位条件（附加相移）
7.8.1 负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件
4. 稳定工作条件
破坏自激振荡条件
af (2n1)180
A F 1
且 AF1
af 180
af (2n1)18 0
7.1 反馈的基本概念与分类 7.2 负反馈放大电路的四种组态 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式 7.4 负反馈对放大电路性能的影响 7.5 深度负反馈条件下的近似计算 7.6 负反馈放大电路设计 7.7 负反馈放大电路的频率响应 7.8 负反馈放大电路的稳定性
7.5 深度负反馈条件下的近似计算
解：电压串联负反馈 根据虚短、虚断
vf vi
vf
Rb2 Rb2 Rf
vo
闭环电压增益
Avf
vo vi
1
Rf R b2
2. 举例 (例7.5.4)
试写出该电路的闭环增益和
闭环电压增益表达式。
解： 电流并联负反馈
根据虚短、虚断
if ii
ioiRif
闭环增益
A if
io ii
(1 Rf ) R
对输入、输出电阻的要求
对信号变换的要求（V-V、V-I、I-V、I-I ）
2. 确定反馈系数的大小
深度负反馈时
Af
1 F
3. 适当选择反馈网络中的电阻阻值
尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应
4. 通过仿真分析，检验设计是否满足要求
7.7 负反馈放大电路的频率响应
7.7.1 频率响应的一般表达式 7.7.2 增益-带宽积
模电第七章
u u u u u O u O1 u O 2 R f I 3 I 4 I 1 I 2 R 3 R4 R1 R2
15
②差分比例运算电路
加减运算电路中，若电路只有两个输入且参数对称，则电路实现了对 差模信号的比例运算。
uO
Rf R
u I 2 u I 1
Rf 2 若R1＝R f 2，R3＝R f 1，则u O 1 R3
无论对uI1还是uI2，输入电阻都为无穷大。
例7.1.3
17
三、积分和微分运算电路
1、积分运算电路
虚地：iC i R u O u C uI R 1 1 iC dt u I dt C RC 1 t2 一时间段：u O t1 u I dt uO t1 RC 1 当u I 为常量时：u O u I t 2 t1 u O t1 RC
第七章 信号的运算和处理
内容提要： 7.1 基本运算电路 7.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 7.3 有源滤波电路 7.4 电子信息系统预处理中所用放大电路 7.5 Multisim应用举例
1
概述
一、电子信息系统的组成
信号的提取：传感器或接受器所提供的信号。
信号的预处理：利用隔离、滤波、阻抗变换等各种手段将 信号分离出来并进行放大。第七章，信号的运算和处理。
uO与uI同相且大于uI。
R´=R//Rf
电压串联负反馈，Ri=∞，Ro=0 。恒压源，带负载后运算 关系不变。
10
3、电压跟随器
同相比例运算电路中，R=∞或Rf＝0，uO＝uI——电压跟随器
因为理想运放的开环差模增益为无穷大，因而电压跟随器 具有比射极输出器好得多的跟随特性。 总结：单一信号作用的运算电路，分析方法为利用虚断、 虚短原则、列出关键节点的电流方程，整理后得到输出、 输入电压关系式。 例7.1.1 例7.1.2
模电第7章集成运算放大器的应用答案
1. 试求图题7.1各电路的输出电压与输入电压的关系式。
R 2U iU U i2U i3U i4（a ） （b ）图题7.1解：(a)根据虚断特性 i 434U R R R u +=+，o 211U R R R u +=-根据虚短特性-+=u u ，所以i 43412o )1(U R R R R R U ++= (b)当0i4i3==U U 时，电路转换为反相输入求和电路，输出)(i223i113o12U R RU R R U +-= 当0i2i1==U U 时，电路转换为同相输入求和电路，输出)////////)(//1(i464564i365465213o34U R R R R R U R R R R R R R R U ++++=根据线性叠加原理，总输出为o34o12o U U U +=4.电路如图题7.4所示。
已知123410mV U U U U ====，试求o ?U =U图题7.4解：运放A 1的输出为i1i11o 510020100)201001(U U U =++=，运放A 2的输出为i44o U U =，运放A 3构成双端输入求和运算电路，输出为o4i3i2o1o4i3i2o1o 4232)153030153015)(30//20601(20603060U U U U U U U U U ++--=+++++--=mV 70742310i1i4i3i2i1-=-=++--=U U U U U8.运放组成的电路如图题7.8（a ）、（b ）所示，已知电源电压为±15V 。
（1） 试分别画出传输特性曲线o i ()u f u =；（2） 若输入信号i 5sin (V)u t ω=，试分别画出输出信号o u 的波形。
R 2u i6K ΩR 2（a ） （b ）图题7.8解：(1)电路（a ）为反相比例放大器，i i i 12o 236u u u R R u -=-=-=,电路（b ）为同相比例放大器，i i i 12o 2)111()1(u u u R R u =+=+=，所以它们的传输特性曲线分别如图7.8′(a)(b)所示。