模电第7章课件PPT课件下载推荐.ppt

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当当u+u-时，时，uO=+UOPP当当u+u-时时,uO=-UOPP1.uO的值只有两种可能的值只有两种可能在在非非线线性性区区内内，（u+-u-）可可能能很很大大，即即u+u-。

“虚虚地地”不存在不存在2.理想运放的输入电流等于零理想运放的输入电流等于零uOu+-u-O+UOPP-UOPP理想特性理想特性实实际际运运放放Aod，当当u+与与u-差差值值比比较较小小时时，仍仍有有Aod（u+-u-）UOPP，运放仍然工作在线性区。

运放仍然工作在线性区。

例例如如：

F007的的Uopp=14V，Aod2105，线线性性区区内输入电压范围内输入电压范围uOu+-u-O实际特性实际特性非线性区非线性区非线性区非线性区线性区线性区但但线性区范围很小。

线性区范围很小。

图图5.5.2集成运放的传输特性集成运放的传输特性7.2比例运算电路比例运算电路7.2.1R2=R1/RF由于由于“虚断虚断”，i+=0，u+=0；

由于由于“虚短虚短”，u-=u+=0“虚地虚地”由由iI=iF，得，得反相比例运算电路反相比例运算电路由于反相输入端由于反相输入端“虚地虚地”，电路的输入电阻为，电路的输入电阻为不高，不高，Rif=R1；

输出电阻也很低。

（电压并联负反馈）（电压并联负反馈）当当R1RF时，时，Auf=-1单位增益倒相器单位增益倒相器图图7.2.17.2.2同相比例运算电路同相比例运算电路R2=R1/RF根据根据“虚短虚短”和和“虚断虚断”的特点，可知的特点，可知i+=i-=0；

又又u-=u+=u得：

得：

由由于于该该电电路路为为电电压压串串联联负负反反馈馈，所以输入电阻很高；

输出电阻很低。

所以输入电阻很高；

当当RF=0或或R1=时，时，Auf=1电压跟随器电压跟随器ui图图7.2.4差动比例运算电路差动比例运算电路7.2.3差动比例运算电路差动比例运算电路在理想条件下，由于在理想条件下，由于“虚断虚断”，i+=i-=0由于由于“虚短虚短”，u+=u-，所以：

所以：

差摸输入电阻：

Rif=2R1三种三种比例运算电路之比较比例运算电路之比较反相反相输入输入同相同相输入输入差分差分输入输入电电路路组组成成要求要求R2=R1/RF要求要求R2=R1/RF要求要求R1=R1RF=RF电压电压放大放大倍数倍数uO与与uI反相，反相，可可大于、小于或等于大于、小于或等于1uO与与uI同相，放大倍数同相，放大倍数可大于或等于可大于或等于1RifRif=R1不高不高Rif=（1+Aod）Rid高高Rif=2R1不高不高Ro低低低低低低性能性能特点特点实现反相比例运算；

实现反相比例运算；

电压并联负反馈；

“虚地虚地”实现同相比例运算；

电压实现同相比例运算；

电压串联负反馈；

串联负反馈；

“虚短虚短”但不但不“虚地虚地”实现差分比例运算实现差分比例运算（减法减法）“虚短虚短”但不但不“虚地虚地”ui7.2.4应用比例电路实例应用比例电路实例两两个个放放大大级级。

结结构构对对称称的的A1、A2组组成成第第一一级级，互互相相抵抵消消漂漂移移和和失调。

失调。

A3组组成成差差分分放放大大级级，将将差差分分输输入入转转换换为为单单端端输出。

输出。

当当加加入入差差模模信信号号uI时时，若若R2=R3，则则R1的的中中点点为为交交流地电位，流地电位，A1、A2的工作情况将如下页图中所示。

的工作情况将如下页图中所示。

图图7.2.6三运放数据放大器原理图三运放数据放大器原理图图图7.2.7由由同相同相比例运放的电压比例运放的电压放大倍数公式，得放大倍数公式，得则则同理同理所以所以则第一级电压放大倍数为：

则第一级电压放大倍数为：

改改变变R1，即即可可调节放大倍数。

调节放大倍数。

A3为差分比例放大电路。

为差分比例放大电路。

当当R4=R5，R6=R7时时，得第二级的电压放大倍数为得第二级的电压放大倍数为所以所以总的电压放大倍数总的电压放大倍数为为7.3求和电路求和电路求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果。

求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果。

7.3.1反相输入求和电路反相输入求和电路由于由于“虚断虚断”，i-=0所以：

i1+i2+i3=iF又又因因“虚地虚地”，u-=0所以：

当当R1=R2=R3=R时，时，图图7.3.17.3.2同相输入求和电路同相输入求和电路由于由于“虚断虚断”，i+=0，所以：

解解得：

其中：

由于由于“虚短虚短”，u+=u-图图7.3.2图图7.3.3例例7.3.2电路电路例：

用集成运放实现以下运算关系例：

用集成运放实现以下运算关系解：

解：

比较得：

选选RF1=20k，得：

R1=100k，R3=15.4k；

选选RF2=100k，得：

R4=100k，R2=10k。

7.4积分和微分电路积分和微分电路7.4.1积分电路积分电路由于由于“虚地虚地”，u-=0，故故uO=-uC又由于又由于“虚断虚断”，iI=iC，故故uI=iIR=iCR得：

=RC积分时间常数积分时间常数图图7.4.1若电容有初始电压则若电容有初始电压则其中其中Uo（0）表示初始的输出电压。

表示初始的输出电压。

积分电路的应用积分电路的应用

（1）输入电压为矩形波，输出为斜坡电压输入电压为矩形波，输出为斜坡电压图图7.4.2t0t1tuIOtuOOUI当当tt0时，时，uI=0，当当t0t1时，时，uI=0，即即输出电压随时间而向负方向直线增长。

输出电压随时间而向负方向直线增长。

uO=0；

uo保持保持t=t1时的输出电压值不变。

时的输出电压值不变。

（2）

（2）输入电压为正弦波，输出电压为余弦波输入电压为正弦波，输出电压为余弦波tuOO可可见见，输输出出电电压压的的相相位位比比输输入入电电压压的的相相位位领领先先90。

因此，此时积分电路的作用是移相。

tuIOUm图图7.4.2图图7.4.5基本微分电路基本微分电路7.4.2微分电路（自学）微分电路（自学）（了解）了解）由于由于“虚断虚断”，i-=0，故故iC=iR又由于又由于“虚地虚地”，u+=u-=0=0，故故可见，输出电压正比于输入电压对时间的微分。

可见，输出电压正比于输入电压对时间的微分。

微分电路的作用：

实现波形变换。

7.5对数和指数电路对数和指数电路（自学）（自学）（了解）了解）7.5.1对数电路对数电路由二极管方程知由二极管方程知当当uDUT时，时，或：

或：

利用利用“虚地虚地”原理，可得：

原理，可得：

用三极管代替二极管可获得较大的工作范围。

图图7.5.27.5.2指数电路指数电路当当uI0时时，根根据据集集成成运运放放反反相相输输入入端端“虚虚地地”及及“虚虚断断”的的特特点，可得：

点，可得：

可见，输出电压正比于输入电压的指数。

图图7.5.37.6乘法和除法电路乘法和除法电路（理解）理解）7.6.1由对数及指数电路组成的乘除电路由对数及指数电路组成的乘除电路乘法电路的输出电压正比于其两个输入电压的乘积，即乘法电路的输出电压正比于其两个输入电压的乘积，即uo=uI1uI2求求对数，得：

对数，得：

再求再求指数，得：

指数，得：

所所以以利利用用对对数数电电路路、求求和和电电路路和和指指数数电电路路，可可得得乘乘法法电路的方块图：

电路的方块图：

对数电路对数电路对数电路对数电路uI1uI2lnuI1lnuI2求和求和电路电路lnuI1+lnuI2指数电路指数电路uO=uI1uI2图图7.6.1同同理：

理：

除法电路的输出电压正比于其两个输入电压相除所除法电路的输出电压正比于其两个输入电压相除所得的商，即：

得的商，即：

求求对数，得：

所所以以只只需需将将乘乘法法电电路路中中的的求求和和电电路路改改为为减减法法电电路路即即可得到除法电路的方块图：

可得到除法电路的方块图：

对数电路对数电路对数电路对数电路uI1uI2lnuI1lnuI2减法减法电路电路lnuI1-lnuI2指数电路指数电路图图6.5.27.6.2模拟乘法器模拟乘法器（集成）集成）uI1uI2uO图图7.6.3模拟乘法器符号模拟乘法器符号输输出出电电压压正正比比于于两两个个输入电压之积输入电压之积uo=KuI1uI2比例系数比例系数K为正值为正值同相乘法器；

同相乘法器；

比例系数比例系数K为负值为负值反相乘法器。

反相乘法器。

变变跨跨导导式式模模拟拟乘乘法法器器：

是是以以恒恒流流源源式式差差动动放放大大电电路路为基础，采用变跨导的原理而形成。

（理解）为基础，采用变跨导的原理而形成。

（理解）图图7.6.51.变变跨导式跨导式模拟乘法器的原理：

模拟乘法器的原理：

恒恒流流源源式式差差动动放放大大电电路的输出电压为：

路的输出电压为：

当当IEQ较小、电路参数对称时，较小、电路参数对称时，所以：

结结论论：

输输出出电电压压正正比比于于输输入入电电压压uI1与与恒恒流流源源电电流流I的乘积。

的乘积。

设设想想：

使使恒恒流流源源电电流流I与与另另一一个个输输入入电电压压uI2成成正正比比，则则uO正比于正比于uI1与与uI2的乘积。

当当uI2uBE3时，时，即：

即：

图图7.6.6变跨导式乘法器原变跨导式乘法器原理电路理电路2.模拟模拟乘法器的应用：

乘法器的应用：

uIuO图图7.6.71）平方运算）平方运算图图7.6.82）除法运算除法运算因为因为i1=i2，所以：

则：

3）平方根的运算（将除法运算中的）平方根的运算（将除法运算中的uI2也接到也接到uo端）端）4）倍频倍频若若乘法器的两输入端均接正弦波电压，即：

乘法器的两输入端均接正弦波电压，即：

则则乘法器输出电压为：

乘法器输出电压为：

5）功率测量功率测量将将被被测测电电路路的的电电压压信信号号和和电电流流信信号号分分别别接接到到乘乘法法器器的的两个输入端，则输出电压即为被测电路的功率。

两