【正文】 月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在波形發(fā)生器方面的應(yīng)用 ?電路的工作穩(wěn)定后，當(dāng) uo1為 UZ時(shí)，可利用疊加定理求出 A1同相輸入端的電位 ?要使 uo1從 UZ變?yōu)?+UZ，必須在 u+1=u1=0時(shí)發(fā)生這種變化，由式（ 553）可得 ?同理，當(dāng) uo1為 +UZ時(shí)， A1同相輸入端的電位為 （ 553） （ 554） （ 555） 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 選擇適當(dāng) RF的值，即可產(chǎn)生正弦波振蕩信號(hào)。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) （ 559） 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:18 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)變換方面的應(yīng)用 ?對(duì)于積分器 A1來說，由圖 （ a）可得 ?設(shè) U1=U2=U，當(dāng) S換接時(shí)， ui的電壓變化為 2U，由此可得 ?當(dāng) Δt=t2t1時(shí) ,uo1從 線性增大到 時(shí)，即。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:18 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)變換方面的應(yīng)用 ?積分器 A2在 Ej的作用下，由零積到 ui所需的時(shí)間 T為 ?若時(shí)鐘脈沖頻率為 fi，則計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù) N可表示為 N=Tfi=bfiui （ 560） ?由此可見，由于時(shí)間間隔 T正比于輸入電壓 ui，所以在此時(shí)間間隔內(nèi)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù) N正比于 ui的數(shù)字量。它的基本功能是模擬求解下列形式的二階微分方程，即 ? 這個(gè)方程的解為 uo=Umsin（ ωt+φ），凡是能模擬求解上述二階微分方程的電路都能產(chǎn)生正弦信號(hào)。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:18 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在波形發(fā)生器方面的應(yīng)用 ?（ 2）移相式正弦波發(fā)生器 ?簡單的移相式正弦波發(fā)生器由一級(jí)運(yùn)算放大器和三節(jié) RC移相電路組成，電路如圖。 ?當(dāng) uo1為 +UZ時(shí)，二極管 VD導(dǎo)通，故積分時(shí)間常數(shù)為 ，遠(yuǎn)小于 uo1為 UZ時(shí)的積分時(shí)間常數(shù) R4CF。 ?圖中， A1為電壓比較器， A2為積分器。 7V的矩形波。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:18 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?解：（ 1）由圖 （ a）所示電路可知，運(yùn)算放大器處于開環(huán)狀態(tài)，為非線性應(yīng)用。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:18 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ? 【 例 】 過零電壓比較電路如圖 。 圖 雙限比較器電路 圖 雙限比較器電路 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?圖 （ a）中，當(dāng) uo=Ed時(shí)，只要 EjEd+uV，二極管VD必然導(dǎo)通，這時(shí)同相端電位為 ?顯然，當(dāng) ui減小到 u+時(shí)，將使比較器輸出從 Ed轉(zhuǎn)換到Eg，故 u+就是下門限電位 Emx。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?要使比較器從 Ed轉(zhuǎn)換到 Eg， u=ui必須減小到 u+2才行，所以下門限電位為 ?故得到遲滯比較器的三個(gè)主要參數(shù) （ 549） 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ? 2. 遲滯比較器 ?對(duì)于單限比較器，如果 ui恰好在參考電壓附近，由于零點(diǎn)漂移的存在， uo將不斷從一個(gè)極限值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)極限值。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?在采樣期， A1和 A2組成反饋回路， A1是誤差放大器，只要輸出和輸入不等，負(fù)反饋?zhàn)饔镁蜁?huì)對(duì)輸出電壓不斷地進(jìn)行校正，直到兩者相等為止，也即 C1被充電至 ui,而且 uo=ui。另外，電容器的電容量也很重要。 圖 基本采樣保持電路理想特性圖 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ? 3. 帶通濾波器和帶阻濾波器 ?帶通濾波器的作用是只允許某一頻帶內(nèi)的信號(hào)通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號(hào)都被阻斷，其理想特性如圖 （ a）所示。 ?將低通濾波電路中起作用的 電阻、電容互換，即可變成 高通濾波電路。 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?式（ 512）中 ?對(duì)式（ 542）進(jìn)行歸一化處理，則 ?當(dāng) ω=0時(shí)， ?當(dāng) ω=ω0時(shí) , ?式中， ω0稱為截止角頻率，當(dāng) ω=ω0時(shí)，電路幅頻特性衰減 3dB，即 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 它能選出有用的信號(hào)，抑制無用的信號(hào)，使一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)能順利通過，衰減很小，而在此頻率范圍以外的信號(hào)不易通過，衰減很大。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 與包絡(luò)視頻檢波器相比，同步檢波的優(yōu)點(diǎn)如下。 圖 集成電路雙差分同步檢波器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 圖 調(diào)頻波 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?接收機(jī)從高頻調(diào)幅波中檢出調(diào)制信號(hào)的過程，稱為檢波，又稱為解調(diào)。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 圖 CB1595外部元件配置圖 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?從表 ， CB1595在進(jìn)行乘法運(yùn) 算時(shí)需接 Ry、 Rx等必要的元件，而 外接元件的精度與運(yùn)算精度相關(guān)。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?式中， gm3是 VT3的跨導(dǎo)。 圖 模擬乘法器符號(hào) 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 圖 反對(duì)數(shù)運(yùn)算的基本電路 合并上式，得 （ 511） 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?① UT和 IS均是溫度的函數(shù)， 所以運(yùn)算精度受溫度的影 響很大，可采用溫度補(bǔ)償 的方法降低此項(xiàng)誤差。 ?解 :由圖 圖 比例 — 微分調(diào)節(jié)器電路 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?③輸入電壓發(fā)生突變時(shí)，有可能超過運(yùn)算放大器所允許的共模電壓，導(dǎo)致輸出電壓達(dá)到最大值，破壞電路內(nèi)部的正常工作狀態(tài)。 ?根據(jù)集成運(yùn)算放大器工 作于線性區(qū)的兩條結(jié)論， 即式（ 47），式（ 48）， 由圖 圖 比例積分校正電路 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?根據(jù)上面的分析： a=R1CF，b=R1/RF，即，R1CF=1,R1/RF=, ui=，選 R1=1MΩ，則 RF=， CF=1μF，電路模擬一級(jí)結(jié)構(gòu)圖如圖 示。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ? 積分運(yùn)算放大器 ?基本的積分電路如圖 ，利用理想運(yùn)算放大器工作于線性區(qū)的兩條結(jié)論，即式（ 47）和式（ 48），可得 ?假設(shè)電容初始電壓為零，則 圖 基本積分運(yùn)算電路 （ 55） 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ? 【 例 】 一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的輸入電壓（經(jīng)傳感器變換為電量）和輸出電壓的關(guān)系為 uo=（ 4ui1+5ui2+），試選擇圖 電路的電阻和平衡電阻 RP，設(shè) RF=100kΩ。2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?該運(yùn)算放大器工作于線性區(qū)，利用理想集成運(yùn)算放大器的兩條結(jié)論，即式（ 47）、式（ 48），可得 ?當(dāng) R11=R12=R13=R1時(shí)，則上式為 （ 52） ?當(dāng) R1=RF時(shí)，則 uo=（ ui1+ui2+ui3） ?平衡電阻 RP=R11∥ R12∥ R13∥ RF 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?解得： （ 54） ?如果選取電阻值滿足 RF=R3,R1=R2,輸出電壓可簡化為 ?當(dāng) RF=R1時(shí) uo=ui2ui1 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?解 :如圖 ，利用集成運(yùn)算 放大器工作于線性區(qū)的兩條結(jié) 論，即式（ 47）式（ 48） ,可得 或 圖 模擬一階微分方程的電路 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?圖 PI調(diào)節(jié)器 （比例積分調(diào)節(jié)器）， 其頻率特性為輸出比輸 入滯后。 ?②微分電路中的 RC元件形成一個(gè)滯后的移相環(huán)節(jié)，它和運(yùn)算放大器中原有的滯后環(huán)節(jié)共同作用，很容易產(chǎn)生自激振蕩，使電路的穩(wěn)定性變差。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ? 【 例 】 試求圖 uo與 ui關(guān)系式。 ?進(jìn)行對(duì)數(shù)運(yùn)算時(shí)，應(yīng)注意 以下 3個(gè)問題。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?當(dāng)圖 ，有 ?從實(shí)際應(yīng)用來看，這個(gè)電路存在的問題與簡單對(duì)數(shù)放大器類同，也必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 ?下面分別介紹如何用對(duì)數(shù)和法、可變跨導(dǎo)法來實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)相乘。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?（ 2）雙平衡模擬乘法器 ?如圖 ， 此時(shí)不考慮基極電流影響 （ α=1） ,由式（ 514）、 （ 515）可得 圖 一般差分電路 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 所以圖 又稱為雙平衡模擬乘法器。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ? 3. 單片集成通用型乘法器 ?國產(chǎn)四象限模擬乘法器