【正文】 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ?（ 3）反饋箝位（過零比較器） ?如圖 （ c）所示，該電路的門限電位 Em=0，稱為過零比較器，輸出電壓為 （ 547） 圖 通用運算放大器組成的單限比較器 電路與電子技術(shù) （中冊 常見的單限比較器有如下 4種情況，如圖 。 ?電壓比較器的精確性、穩(wěn)定性及輸出反應(yīng)的快速性是其主要的技術(shù)指標(biāo)。 VT1的接通，避免 A1處于開環(huán)狀態(tài)。 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ?運算放大器在采樣保持電路中起輸出緩沖和輸入隔離的作用，所以要特別重視它的輸入偏置電流、帶寬、上升速度及最大輸出電流等指標(biāo)。 ?（ 1）采樣保持電路對元件的要求 ?模擬開關(guān)主要采用結(jié)型場效應(yīng)管，其開關(guān)速度要快，極間電容、夾斷電壓或開啟電壓、導(dǎo)通電阻和反向漏電流等參數(shù)都要小?；镜牟蓸颖３蛛娐啡鐖D 所示。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ? 采樣保持電路 ?采樣持電路根據(jù)數(shù)字指令來決定自己的工作方式，通常用邏輯電平 1代表采樣指令，邏輯電平 0代表保持指令。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 圖 帶通濾波器和帶阻濾波器 電路與電子技術(shù) （中冊 ?如果將圖 R1和 C1 互換， R2和 C2互換，即可 變成二階高通濾波器。 圖 高通濾波器理想特性 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ? 2. 高通濾波器 ?與低通濾波器相反，高通濾波器用來通過高頻信號，抑制或衰減低頻信號。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ?當(dāng) Q=1時，在 ω=ω0的情況下， |A|＝ Auf保持了通頻帶的增益，而高頻段幅度衰減很快，故濾波效果較好。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ?可解得 ? （ 543） ?式中， Q類似于諧振回路的品質(zhì)因數(shù)， Q越大，ω=ω0時的｜ A｜值也越大。 ?一階低通濾波器的優(yōu)點是簡單， 缺點是特性偏離理想特性過遠(yuǎn)， 阻帶區(qū)衰減太慢，衰減斜率僅 為 20dB/10倍頻程，也就是說， 在比截止頻率高 10倍的頻率 處，幅度只下降了 20dB。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ?由于圖 、圖 ，因此，集成運算放大器都工作于線性區(qū)。其 理想特性如圖 。 電路與電子技術(shù) （中冊 包絡(luò)檢波要求輸入信號幅度大于等于 1V（ PP），而同步檢波只要求輸入信號幅度大于 50mV。 電路與電子技術(shù) （中冊 ?因為這里要解調(diào)的調(diào)幅波是一般調(diào)幅波，含有載頻成分，所以可用一個載波選頻放大器加限幅二極管來獲得所需的第二種信號，即同相的 38MHz方波信號。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?（ 4）雙平衡模擬乘法器在電視機(jī)中的應(yīng)用 ?電視機(jī)中利用了多個雙平衡型模擬乘法器進(jìn)行信號處理。在變頻過程中，只是改變已調(diào)信號的載波頻率，而信號的調(diào)制類型（如調(diào)幅或調(diào)頻等）和調(diào)制參數(shù)（如調(diào)制系數(shù)、調(diào)制頻率等）都不改變。它的作用是將調(diào)頻波變換為原來的調(diào)制信號。檢波器將高頻信號變成低頻信號，這也是一種頻率的變換過程。 ?（ 1）調(diào)幅與檢波 圖 載波、調(diào)制信號和已調(diào)幅波的波形 電路與電子技術(shù) （中冊 ?解：用乘法器和運算放大器實現(xiàn)。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?（ 3）圖 （ c）所示電路中， ，則 其邏輯功能是求平方平均值。 圖 例 電路與電子技術(shù) （中冊 5V, uy=177。 圖 CB1595/1495 模擬乘法器引腳圖 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?式（ 536）表現(xiàn)為乘法特性，因為從圖 （ 537） （ 538） ? re1和 re2分別為三極管 VT和 VT’發(fā)射極動態(tài)電阻 ,且有 （ ie為發(fā)射極電流），于是得到 （ 539） ?如果在 A、 B端加上負(fù)載電阻 RC，則可得到輸出差動電壓 ud為 （ 540） 電路與電子技術(shù) （中冊 若圖中器件滿足匹配要求，在忽略基極電流影響的條件下，可得出如下方程 i3+iy=i6+i4， i4iy=i5+i7 iA=i6+i7， iB=i4+i5 ?由差分電路的性質(zhì)并參照式（ 518），可得 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?當(dāng)輸入電壓 ux和 uy均足夠?。ㄟh(yuǎn)小于 2UT≈50mV）時，式（ 528）可近似為 （ 529） 式中， ?當(dāng) ux、 uy均不為零時，才有輸出；而在其他狀態(tài)時，輸出為零，處于直流平衡狀態(tài)。 電路與電子技術(shù) （中冊 電路與電子技術(shù) （中冊 圖 簡單的乘法運算放大器 電路與電子技術(shù) （中冊 ? x和 uy是乘法器的兩個輸入電 壓， uo是輸出電壓，它們的 關(guān)系是 uo=kuxuy,通常 k取 ()1。 ?解 :圖 對數(shù)放大器。 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?② 在運算之前，必須認(rèn)真調(diào)零，才能充分利用對數(shù)放大器的工作范圍。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?在實際應(yīng)用中，常把三極管的集電極、基極短路，或使其電壓差為零，接成二極管的形式作為反饋支路，可以獲得較大工作范圍，如圖 。 ?利用二極管的電壓和電流之間的非線性伏安特性組成基本對數(shù)運算電路，如圖 。 圖 改進(jìn)型的微分電路 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?解決上述問題的方法除了選用低噪聲的運算放大器組成微分運算放大器以外，還可采用圖 。 ?①當(dāng)輸入信號頻率升高時，信噪比大大下降。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ? 微分運算放大器 ?將基本積分運算放大器的輸入回路電阻與反饋回路電容的位置相互對換，就組成了簡單微分電路，如圖 。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ? 【 例 】 試求圖 uo與 ui之間的關(guān)系式。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ? 【 例 】 根據(jù)圖 ，寫出 ui對 uo的微分方程。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ? 【 例 】 利用運算放大器進(jìn)行電路模擬計算，求解微分方程，試畫出解微分方程 ++ =0的電路模擬結(jié)構(gòu)圖。在它的作用下，電容近似以恒流方式進(jìn)行充電。 利用理想集成運算放大器的 兩條結(jié)論，即式（ 47）和 式（ 48），可得 圖 差分式運放實現(xiàn)減法電路 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ? 減法運算放大器 ? 1. 利用反相信號求和以實現(xiàn)減法運算 ?電路如圖 。 圖 加法運算放大器電路 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 ? 運算放大器在波形發(fā)生器方面的應(yīng)用 ? 矩形波發(fā)生器 ? 三角形波發(fā)生器 ? 鋸齒波發(fā)生器 ? 正弦波發(fā)生器 ? 運算放大器在信號變換方面的應(yīng)用 ? 電壓 時間模數(shù)變換器 ? 電壓 頻率變換電路 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 ? 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ? 加法運算放大器 ? 減法運算放大器 ? 積分運算放大器 ? 微分運算放大器 ? 對數(shù)與反對數(shù)運算放大器 ? * 模擬乘法器運算放大器 ? 運算放大器在信號處理方面的應(yīng)用 ? 有源濾波器 ? 采樣保持電路 ? 電壓比較器 電路與電子技術(shù) （中冊 ?求和電路的輸出量反映多 個模擬輸入量相加的結(jié)果。 ?解：由式（ 51）可知， R11=RF／ 4=100／ 4=25kΩ R12=RF／ 5=100／ 5=20kΩ R13=RF／ =100／ =125kΩ RP=R11∥ R12∥ R13∥ RF≈ 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ? 2. 利用差動式電路以實現(xiàn)減法運算 ?圖 和同相輸入相結(jié)合的放大器。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時 17分 運算放大器在信號運算方面的應(yīng)用 ?當(dāng)輸入信號為階躍電壓 U時，其波形如圖 （ a）所示。 圖 積分運算 電路的階躍響應(yīng) 電路與電子技術(shù) （中冊 圖 電路模擬結(jié)構(gòu)圖 電路與電子技術(shù) （中冊 由式（ 55），可得 所以 電路與電子技術(shù) （中冊 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17