【正文】 、減、積分、微分、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)及乘法等運(yùn)算。 ? 加法運(yùn)算放大器 ?圖 反相輸入端加若干輸入電 路，則構(gòu)成反相加法運(yùn)算 電路，如圖 。第二級(jí)為反相 加法器 ,利用式 (52)可得 圖 反相信號(hào)求和實(shí)現(xiàn)減法電路 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 輸出最 終要受到運(yùn)算放大器電源電壓的限 制，不會(huì)無限制地增大。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 ?解 :A3的輸出 ； A1完成加法運(yùn)算，所以 A2是積分電路， R1CF=10 103 10 106=。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 ?由此可見，輸出電壓 uo與輸入電壓 ui的一次微分成正比，負(fù)號(hào)表示它們相位相反。在正常的 工作頻率范圍內(nèi)，使 ?此時(shí)， R Cf對(duì)微分電路 的影響很小。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 ?流過二極管 VD的電流 if與其兩端電壓 uD之間的關(guān)系為 （ 58） ?式中， IS為二極管的反向飽和電流，在常溫下（ T＝300K）， uT＝ 26mV，當(dāng) udUT時(shí) ,上式可近似為 （ 59） ?也即二極管的端電壓和流過它的電流成對(duì)數(shù)關(guān)系。 ?③電路的輸入電壓 ui必須大于零，且輸出電壓限于。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 ? * 模擬乘法器運(yùn)算放大器 ?模擬乘法器是用來完成兩個(gè)模擬量（電壓或電流）相乘的電子器件。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 ?由圖 iE1+iE2=I，即 ?把上式改寫一下，并考慮 uBE1uBE2=uid，則得 (514) （ 515） 圖 雙極差分放大器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?根據(jù)差分放大器的原理， 由式（ 514）、式（ 515） , 可分別寫出 VT1～ VT6管的 集電極電流表達(dá)式如下 圖 雙平衡模擬乘法器 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 ?令 ，可得 （ 531） （ 532） ?于是，可得輸出電流 id的表達(dá)式為 （ 533） ?另外，從電路左半部分并參照式（ 513）還可得到 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 10V U=15V, uy=177。 ?（ 2）圖 （ b）所示電路中，由于 所以 其邏輯功能是模擬開方。 ?其參數(shù)選擇為 圖 例 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 ?（ 2）調(diào)頻與鑒頻 ?使高頻振蕩的頻率按照調(diào)制信號(hào)規(guī)律作相應(yīng)的變化，稱為頻率調(diào)制，簡稱調(diào)頻，如圖 。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 ?例如，變頻器的輸入信號(hào)是一個(gè)高頻調(diào)幅波，如圖（ a）所示，經(jīng)過變頻器后，僅僅使載波頻率 fc變換成中頻 fo，而包絡(luò)線的形狀是一致的，如圖 （ b）、（ c）所示。 ?設(shè)調(diào)制信號(hào)為 UΩsinΩt，載波信號(hào)為 Umsinωt，則調(diào)幅波電壓 u2=(Um+UΩsinΩt)sinωt，加至同步檢波器的脈沖信號(hào)用載波 u1=Umsin(ωtθ)表示， θ是 u1與 u2的相位差，所以有 uo=Ku1u2， K為常數(shù)，則有 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?③副載波影響小，濾波設(shè)計(jì)簡單，可利用內(nèi)電阻和分布電容組成。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 ?（ 1）一階有源低通濾波電路 ?實(shí)現(xiàn)圖 ：一是將濾波電路接到運(yùn)算放大器的同相輸入端，如圖 ；二是作為反饋支路接到反相輸入端，如圖 。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）二階有源低通濾波電路 ?為了使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降，以改善濾波效果，在圖 RC低通濾波電路，如圖 ，稱為二階有源低通濾波電路。 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 ?式中， （濾波器的截止角頻率）。 B’=ω2ω1 （ 545） ?抑制信號(hào)通過的頻段 B’稱為帶寬，即 ?式中， ω’0稱為中心角頻率。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. 采樣保持電路的精度和速度分析 ?對(duì)采樣保持電路的主要要求是它的精度和速度。 ?當(dāng)控制電壓 u為正時(shí)， VD1導(dǎo)通， VD2截止， VT=VT導(dǎo)通，電路采樣。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 圖 通用運(yùn)算放大器組成的單限比較器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?解：該遲滯比較器由通用運(yùn)算放大器組成。如果要判斷 ui是否在兩個(gè)電平之間，就要用到雙限比較器。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 15:18 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：當(dāng)監(jiān)控信號(hào) ui大于參考電壓 uR時(shí)，輸出端 uo輸出高電位，三極管 VT導(dǎo)通，報(bào)警指示燈亮；若 ui小于uR，則輸出端 uo輸出負(fù)電位，三極管 VT截止，指示燈滅。 Uz=177。 當(dāng) ui0時(shí) uo=UZ 當(dāng) ui0時(shí) uo=+UZ 該電路的傳輸特性 uo=f（ ui）曲線如圖 （ a）所示。 圖 矩形波發(fā)生器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 此時(shí)由式（ 555）可得 ?在 uo從 的變化過程中 ,uo1始終為 UZ，所以在此過程中，積分器的輸出電壓是一條斜率為 的直線；在 uo從 的變化過程中，uo1始終為 +UZ，所以在此過程中，積分器的輸出電壓是一條斜率為 的直線。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 ? 正弦波發(fā)生器 ? 1. 正弦波發(fā)生器的振蕩條件 ?按自激原理，將運(yùn)算放大器和外部的反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉合環(huán)路，并滿足以下條件 ?在運(yùn)算放大器的輸出端就 能得到所需的正弦信號(hào)， 如圖 。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 ?（ 3） T型選頻網(wǎng)絡(luò)正弦波發(fā)生器 ?在雙 T型選頻網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)信號(hào)頻率等于它的并聯(lián)諧振頻率時(shí)，阻抗變得很大，電壓放大倍數(shù)幾乎為零。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 ? 電壓 時(shí)間模數(shù)變換器 ?單斜坡模數(shù)變換器的基本原理是：對(duì)于一個(gè)隨時(shí)間線性增長的電壓來說，一定的電壓變化對(duì)應(yīng)著一定的時(shí)間間隔，而在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)能容納的時(shí)鐘脈沖數(shù)也是一定的。 ? 1. 壓控振蕩器 ?現(xiàn)以積分式壓控正弦波振蕩器為例來描述其原理。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 圖 T型選頻網(wǎng)絡(luò)正弦波發(fā)生器 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)算放大器在波形發(fā)生器方面的應(yīng)用 ? 2. 幾種常用的產(chǎn)生正弦波方法的電路原理圖 ?（ 1）文氏電橋式正弦波發(fā)生器 ?文氏電橋式正弦波發(fā)生器 是一種常用的 RC振蕩器， 用于產(chǎn)生低頻正弦信號(hào)， 如圖 。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 ? 鋸齒波發(fā)生器 ?鋸齒波信號(hào)常用在示波器的掃描電路或數(shù)字電壓表中。 圖 矩形波發(fā)生器 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)處理方面的應(yīng)用 ?（ 2） ui和 uo的波形如圖 （ b）所示。 （ 1）畫出電壓傳輸特性 uo=f（ ui）； （ 2）若已知 ui=5sinωtV，畫出 uo的波形； （ 3）若要得到圖 （ b）所示的特性，試問電路應(yīng)如何改動(dòng)？畫出相應(yīng)的電路。二極管VD的作用是當(dāng) uo輸出負(fù)電位時(shí)，保護(hù)三極管 VT的基射結(jié)不被反向擊穿。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 ?圖 （如BG307）組成的電路。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 ?在圖 路的正反饋回路中增加一只二極管，能使正反饋通路具有方向性，如圖 。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 ?在圖 （ a）所示電路中，輸入電壓從放大器的反相端加入，所以反相端電壓為 u=ui。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）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(yùn)算放大器組成的單限比較器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?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)。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?（ 1）采樣保持電路對(duì)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。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 ? 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