【正文】 開分析 。 0?iI?? ? uuuo u+ _ + ? + ? u– Ii 信號的放大、運(yùn)算 有源濾波電路 運(yùn)放線性應(yīng)用 ?“虛地” 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 108 運(yùn) 算 放 大 器 的 應(yīng) 用 ? 加減運(yùn)算電路 ? 積分和微分運(yùn)算電路 ? 對數(shù)和反對數(shù)運(yùn)算電路 ? 測量放大器 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 109 R2 _ + + ? R5 R1 ui2 uo ui1 R4 ui4 ui3 R3 R6 ))((4433643 RuRuR//R//Ru ii ????? ? uu52211RuuRuuRuu oii ??? ??????虛短路 虛開路 虛開路 )(])111([44332211511122115RuRuRuRuRuRRRRuRuRuiiiiiio????????????643521R//R//RR//R//R?陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 110 uO =(Rf/R)(1+2R1/R2)(ui1ui2) 三運(yùn)放構(gòu)成的精密放大器 圖 五、三運(yùn)放電路 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 111 常用濾波器內(nèi)容 ? 理想濾波電路的幅頻特性 ? 有源濾波電路 ? 一階低通濾波電路 ? 簡單二階低通濾波電路 ? 二階高通濾波電路 ? 帶通濾波器、品質(zhì)因素 Q ? 帶阻濾波器 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 112 ? ioUU 低通 高通 帶通 帶阻 四種典型 (理想 )濾波電路 的頻率特性 ? ioUU? ioUU? ioUU轉(zhuǎn)折頻率、通頻帶 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 113 第八章 波形 發(fā)生、信號 轉(zhuǎn)換 ： ?一、內(nèi) 容： ? 正弦波 發(fā)生器 ? (RC、 LC) ? 電壓比較器 ? (單限、滯回、窗口 ) ? 非正弦波發(fā)生器 ? (矩形、三角 、鋸齒、波形變換 ) ? 信號轉(zhuǎn)換電路 ? (VI、 Vf、 精密整流 ) 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 114 基本放大 電路 Ao 反饋電路 F dX? oX?fX?選頻、穩(wěn) 幅網(wǎng)絡(luò) ? 正弦波振蕩電路組成： ① 放大電路： 完成基本放大功能。 ② 反饋網(wǎng)絡(luò)： 引入 正反饋 ，使電路在無輸入時將所需信號引回輸入端。 ③ 選頻網(wǎng)絡(luò)： 選出所需頻率 信號 ,以 產(chǎn)生正弦波。 ④ 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)： 以實(shí)現(xiàn)從起振到輸出穩(wěn)定波形的自動轉(zhuǎn)換過程。 分類 :(依反饋網(wǎng)絡(luò) ) ? RC振蕩器： 低頻 ? LC振蕩器： 高頻 ? 石英晶體 :高頻、頻率極其穩(wěn)定。 正弦波振蕩電路組成框圖 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 115 RC 橋式 正弦波振蕩電路 圖 ? 電路組成： ? A、 R Rf組成的基本放大環(huán)節(jié)； ? R、 C組成的串并聯(lián)正反饋及選頻網(wǎng)絡(luò)。 ? 尚缺穩(wěn)幅環(huán)節(jié) RC振蕩電路 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 116 非線性處理器 (一 ) 概述 (二 )限幅器 (三 )單限比較器 (四 )遲滯比較器 (五 )窗口比較器 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 117 1. 比較器的閾值 比較器的輸出狀態(tài)發(fā)生跳變的時刻 , 所對應(yīng)的輸入電壓值叫作比較器的閾值電壓 , 簡稱閾值；或叫門限電壓 ,簡稱門限 。 記作 UT(UTH、 UTL) 。 2. 比較器傳輸特性 (傳輸特性 三要素 ：輸出 、 閾值 、 躍變方向 ) 比較器的輸出電壓 uO與輸入電壓 uI之間的對應(yīng)關(guān)系叫作比較器的傳輸特性 ， 它可用 曲線 表示 ， 也可用方程式表示 。 3. 比較器的組態(tài) 若輸入電壓 uI從運(yùn)放的 “ ”端輸入 ， 則稱為反相比較器；若輸入電壓 uI從運(yùn)放的 “ +”端輸入 ， 則稱為同相比較器 。 (一 ) 概述 幾個重要概念： 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 118 滯回比較器及其電壓傳輸特性 圖 滯回比較器分析： …… 177。 UT＝ 177。 UZ?R1/(R1+R2) ?起始、 uI絕對 uP 時， uO＝ +UZ ,uP＝ UZR1/(R1+R2)＝ +UT ?uI↑ 直到 uI+UT后， uO＝ UZ ,uP＝ UZR1/(R1+R2)＝ UT ?uI↓ 直到 uI uP(＝ UT)時， uO＝ +UZ。 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 119 下行遲滯比較器兩種電路 傳輸特性 的比較 : ?－ + + uo R R2 R1 ui uo ui 0 Uom Uom UH UL ?－ + + uo R R2 R1 ui UR uo ui 0 Uom Uom UH UL 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 120 電壓比較器 電壓傳輸特 性舉例 圖 單限比較器 滯回比較器 雙限比較器 電壓比較器電路分析的注意事項(xiàng)： ①運(yùn)放工作在非線性區(qū)， uO=177。 UOM； ②用電壓傳輸特性描述輸入輸出電壓函數(shù)關(guān)系； ③電壓傳輸特性三要素 :177。 UOM。177。 UT。躍變方向。 ④ UOM取決于限幅電路 。uP=uN時的 uI為 UT。躍變方向 取決于輸入電壓作用于同相端還是反向端。 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 121 波形發(fā)生電路 方波發(fā)生器 三角波發(fā)生器 鋸齒波發(fā)生器 壓頻轉(zhuǎn)換 ①②③④⑤ 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 122 一、電路結(jié)構(gòu) omHT URRRUU211??? omLT URR RUU211?????上下門限電壓： (先對比較器作分析 ) 下行 遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的反相輸入端。 － ?+ + R R1 R2 C + uc uo – 方波發(fā)生器 ?－ + + uo R R2 R1 ui 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 123 0 UH uc t UL UOM uo 0 t UOM T 輸出波形： － ?+ + R R1 R2 C + uc uo – 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 124 一階 RC電路三要素法簡介： ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?tcccc euuutu ?? ????? 0? ? ? ? 為三要素。， RCuu cc ?? ? ?0如考慮充電的起始狀態(tài)，則： ? ? ? ? ， 代入上式：U， uUu ZcTc ?????0? ? ? ? ? ? TcCR tZTZc UtuTteUUUtu ?????? ? 時，充電終了 )2/(3? ? CRTTZTZCRTZTZT eUUUUeUUUU 33 2/2/ ?? ??????? 即： ： 代代入上式整理后可 URRR將UZT211??)21l n (2213 RRCRT ??uc 0 UH t UL T1 T2 T/2為 ? 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 125 思考： 點(diǎn) b是電位器 RW 的中點(diǎn)， 點(diǎn) a 和點(diǎn) c是 b的上方和下方的 某點(diǎn)。試定性畫出電位器可動 端分別處于 a、 b、 c 三點(diǎn) 時的 uo uc 相對應(yīng)的波形圖。 － + ?+ + RW R1 R2 C uc uo D1 D2 a b c ? ? )RR(CRRT W 213 21ln2 ???矩形波發(fā)生器 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 126 反向積分電路 方波發(fā)生器 電路一： 方波發(fā)生器 ? 矩形波 ?積分電路 ?三角波 ?－ + + R R1 R2 C + uc ? + + R R2 C uo 此電路要求前后電路的時間常數(shù)配合好，不能讓積分器飽和。 三角波發(fā)生器 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 127 全波精密整流電路及其波形 圖 工作原理： 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 128 第十章 直流穩(wěn)壓電源 167。 直流穩(wěn)壓電源的組成和功能 167。 整流電路 167。 濾波電路 167。 穩(wěn)壓電路 167。 集成穩(wěn)壓電源 167。 開關(guān)型穩(wěn)壓電路 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 129 ? 電源變壓器 : 將交流電網(wǎng)電壓 u1變?yōu)楹线m的交流電壓 u2。 整 流 電 路 濾 波 電 路 穩(wěn) 壓 電 路 u1 u2 u3 u4 uo 整 流 電 路 濾 波 電 路 穩(wěn) 壓 電 路 ? 整流電路 : 將交流電壓 u2變?yōu)槊}動的直流電壓 u3。 ? 濾波電路 : 將脈動直流電壓 u3轉(zhuǎn) 變?yōu)槠交闹绷麟妷?u4。 ? 穩(wěn) 壓電路 : 清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響 ,保持輸出電壓 uo的穩(wěn)定。 167。 直流穩(wěn)壓電源的組成和功能 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 130 ? 電源變壓器 : 將交流電網(wǎng)電壓 u1變?yōu)楹线m的交流電壓 u2。 整 流 電 路 濾 波 電 路 穩(wěn) 壓 電 路 u1 u2 u3 u4 uo 整 流 電 路 濾 波 電 路 穩(wěn) 壓 電 路 ? 整流電路 : 將交流電壓 u2變?yōu)槊}動的直流電壓 u3。 ? 濾波電路 : 將脈動直流電壓 u3轉(zhuǎn) 變?yōu)槠交闹绷麟妷?u4。 ? 穩(wěn) 壓電路 : 清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響 ,保持輸出電壓 uo的穩(wěn)定。 167。 直流穩(wěn)壓電源的組成和功能 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 131 整 流 電 路 半波整流 全波整流 橋式整流 倍壓整流 電路結(jié)構(gòu) 整流原理 元件參數(shù) 整流輸出參數(shù) 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 132 t?uo (4)輸出電壓平均值（ Uo(AV)）： (1)輸出電壓波形： u1 u2 a T b D RL uo iL ? ? ? ?? ???ππdπ10 22 2UUtuU oAVo ?(3)二極管上承受的最高電壓： 22 UU RM ?(2)二極管上的平均電流： ID = IL (5)輸出電流平均值 (Uo): ? ? LAVo RUI ?陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 133 167。 單相全波整流電路的工作原 理 u1 u2 a T b D1 RL uo D2 u2 iL (4) uo平均值 Uo： Uo= (1) 輸出電壓波形： (2) 二極管上承受的最高電壓： 222 UU RM ?t?uo (3) 二極管上的平均電流： LD II 21?陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 134 u20 時 D1,D3導(dǎo)通 D2,D4截止 電流通路 : A ? D1? RL?D3?B u20 時 D2,D4導(dǎo)通 D1,D3截止 電流通路 : B ? D2? RL?D4?A 輸出是脈動的直流電壓！ u2 t?t?橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形 uD4,uD2 uD3,uD1 t?uo u2 D4 D2 D1 D3 RL uo A B 二極管的反向電壓 陳付毅 2022/4/14 溫醫(yī)生物醫(yī)學(xué)工程 135 濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) : 電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，或電感與負(fù)載 RL串聯(lián)。 交流 電壓 脈動 直流電壓 整流 濾波