第8章信号的运算、测量及处理电路.ppt

第8章信号的运算、测量
及处理电路
8.1基本运算电路
8.2对数、指数运算电路
8.3乘法器及其应用电路
8.4信号测量放大电路
8.5信号变换电路
8.6有源滤波器8.1基本运算电路1、反相比例运算电路(5)Rf=R1时，uo=－ui，称为反相器。例8.1.1如图所示电路中，已知Rf=10KΩ，R1=5KΩ，ui=4V，试求输出电压uo。T形网络反相比例运算电路输出电压uo与输入电压ui的关系2、同相比例运算电路Auf=1特点：uo=7.5V例8.1.3电路如图，写出输出电压与输入电压的关系。8.1.2加法运算电路1、反相输入加法运算电路特点：
（1）输出电压与输入电压成求和运算关系，输出电压与输入电压相位相反。
（2）集成运放的两个输入端电压相等并等于0，反相输入端“虚地”，因此加在集成运放输入端的共模输入电压很小，该电路应用比较广泛。
（3）该电路可以很方便地计算增加或减少输入信号个数时的输出电压值，并且，当改变某一输入回路的电阻时，仅仅改变了输出电压和该输入电压之间的比例关系，调解比较方便。例8.1.4求输出电压uo与各输入电压的运算关系。2、同相输入加法运算电路（1）输出电压与输入电压成比例求和运算关系，输出电压与输入电压相位相同。
（2）集成运放的两个输入端电压相等不等于0，不存在“虚地”现象，该电路存在共模输入电压，因此该电路的应用不如反相求和电路广泛。
（3）该电路的RP与各输入回路的电阻都有关，当改变某一输入回路的电阻以达到给定的关系时，其他各路输入电压与输出电压之间的比值也将随之改变。常需要反复调节才能最后确定参数的数值。因此，参数的调整非常麻烦。可得：电压放大倍数特点：（1）虚短和虚断；例:求所示电路输出电压与输入电压的运算关系式。例：R1=10K，R2=10K，R3=5K，R4=5K，R5=10K。两个运放均采用CF741，最大输出电压±13V，求：
（1）当ui1=1V,当ui2=3V,求输出电压uo；
（2）当ui1=4V,当ui2=3V,求输出电压uo。8.1.4积分和微分运算电路输入电压为矩形波输入输入电压为正弦波(1)比例—积分调节器(2)求和积分运算电路2.微分运算电路当输入电压为正弦信号在正常的工作频率范围内根据虚短和虚断的概念，可以列出8.2对数、指数运算电路存在的问题：
（1）二极管的参数IS和UT受温度影响，所以二极管组成的对数运算电路的运算精度受温度的影响较大。
（2）在小信号时，由于uD值较小，不满足uD>>UT的条件，因而误差较大，而在大电流情况下，二极管的内阻不可忽略，因此二极管仅在一定的电流范围内才满足指数特性。
（3）输出电压的幅度较小，uo值等于二极管的正向压降，输入信号是单方向的。将三极管接成二极管形式代替二极管，可使工作范围扩大。2．三极管对数运算电路存在的问题
（1）输入电压ui应大于零，此电路才能正常工作，因此输入信号是单方向的。
（2）与二极管构成的对数运算电路一样，运算关系与UT和IS有关，运算精度受温度的影响较大。为了克服这个缺点，可以采用各种温度补偿电路以提高运算精度。3．集成对数运算电路2.三极管指数运算电路3.集成指数运算电路ICL80498.3.1乘法器的基础知识8.3.2对数－指数型模拟乘法器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：2．输出电压与输入电压的关系恒流源式差动放大电路的输出电压为：设想：使恒流源电流I与另一个输入电压ui2成正比，则uo正比于ui1与ui2的乘积。8.3.4集成模拟乘法器1脚：VCC，正电源
2脚：OUT+，输出端正极
3脚：R3，X偏流调节电阻
4脚：XIN+，X输入端正极
5脚，6脚，RX，X线性调节电阻
7脚：-VEE，负电源
8脚：XIN-，X输入端负极
9脚：YIN+，Y输入端正极
10脚，11脚，RY，Y线性调节电阻
12脚：YIN-，Y输入端负极
13脚：R13，Y偏流调节电阻
14脚：OUT-，输出端负极8.3.5模拟乘法器的应用3.混频电路5.开二次方运算电路8.4信号测量放大电路8.4.2可变增益放大器8.4.3隔离放大器两个光敏三极管VT1，VT2的外围电路完全对称
uce1=uce2
由于输入级A1和输出级A2电路均满足深度负反馈条件
ui=uce1，uo=uce2
因此uo=ui8.5.1电压／电流转换器2.同相输入的电压／电流转换器4.大电流和高电压输出电压／电流变换器5.电压/电流转换器的应用-直流电压测量电路8.5.2电流／电压转换器4.电-光-电转换电路－光电耦合器8.6有源滤波器按组成分类：按工作频带分类滤波过程幅频特性8.6.2低通有源滤波器可见：一阶低通有源滤波器与无源低通滤波器的通带截止频率相同；但通带电压放大倍数得到提高。输入电压经过两级RC低通电路，在高频