第七章 信号的运算和处理
§ 7.1 概述一、电子系统简介传感器接收器隔离、滤波放大、阻抗变换运算、转换、比较功率放大
A/D转换第七章 第七章第八章第九章信号的产生二、理想运放的参数特点
Aod,rid,fH 均 为无穷大,ro,失调电压及其温漂、
失调电流及其温漂、噪声均为 0。
三、集成运放的线性工作区 uO＝ Aod(uP－ uN)
因为 uO为有限值,Aod＝ ∞,所以
uN－ uP＝ 0,即
uN＝ uP………… 虚短路因为 rid＝ ∞,所以
iN＝ iP＝ 0……… 虚断路四、研究的问题运算电路：运算关系,uO＝ f(uI)
有源滤波电路：放大倍数的频率特性虚地 0
0
PN
PN
uu
ii
R
uii
R
I
FN：在节点
IfO uR
Ru
§ 7.2 基本运算电路一、比例运算电路
1、反相输入
1) 电路引入了哪种组态的负反馈？
2) 电路的输入电阻为多少？
3) R’＝？为什么？
4) 若要 Ri＝ 100kΩ，比例系数为－ 100,R1＝？ R2＝？
R2太大，噪声大。如何利用相对小的电阻获得 -100的比例系数？
T 型反馈网络反相比例运算电路
3
M
3
1
I
12
432MOI
1
2
M
)(
R
u
i
R
u
ii
Riiuuu
R
R
u
I
3
42
1
42
O )1( uR
RR
R
RRu ∥
？，则，若比例系数为
？，则若要求
342
1i
k100100
k100
RRR
RR
2、同相输入么？影响运算精度吗？为什为什么？
？电路的输入电阻为多少负反馈？电路引入了哪种组态的
C M R )4
' 3)
)2
)1
K
R
I
f
O
N
f
O
IPN
)1(
)1(
u
R
R
u
u
R
R
u
uuu
运算关系的分析方法：节点电流法列出关键节点（如同相输入端、反相输入端）的电流方程，利用集成运放工作在线性区所具有的,虚短,和
,虚断,的特点，求解输出电压和输入电压的关系式。
IO uu?电压跟随器：
二、加减运算电路
1、反相求和
)(
0
3
I3
2
I2
1
1I
ffFO
3
I3
2
I2
1
1I
321F
PN
R
u
R
u
R
u
RRiu
R
u
R
u
R
u
iiii
uu
RRR
方法一：节点电流法电压。信号同时作用时的输出结果相加，即得到所有后将所有作用时的输出电压，然首先求解每个信号单独方法二：利用叠加原理
I3
3
f
I2
2
f
I1
1
f
O uR
Ru
R
Ru
R
Ru
2,同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
烦。物理意义清楚，运算麻
∥∥
∥∥
单独作用：
1I
4321
432f
1O
1I
)1( u
RRRR
RRR
R
R
u
u
4321P
3
I3
2
I2
1
I1
PP
P
43213
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2
I2
1
I1
4
P
3
PI3
2
PI2
1
PI1
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)
1111
(
RRRRR
R
u
R
u
R
u
Ru
u
RRRRR
u
R
u
R
u
R
u
R
uu
R
uu
R
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∥∥∥?
f
f
3
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3
I3
2
I2
1
1IfO
R
u
R
u
R
uRu
3,加减运算
)(
2
I2
1
I1
4
I4
3
I3
fO R
u
R
u
R
u
R
uRu
设 R1∥ R2∥ Rf＝ R3∥ R4 ∥ R5
)( I1I2fO uuRRu
若 R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5,uO＝?
四、积分运算电路和微分运算电路
1、积分运算
R
u
C
uu
R
u
ii RC
I
CO
I
1
)(1 1O IO 2
1
tuuRCu tt
1) 输入为阶跃信号时的输出电压波形？
2) 输入为方波时的输出电压波形？
3) 输入为正弦波时的输出电压波形？
IO 1 uRCu
线性积分波形变换移相
2、微分运算电路
Riu
t
uCii
R
CR
O
I
d
d
为了克服集成运放的阻塞现象和自激振荡，
实用电路应采取措施。
限制输入电流限制输出电压幅值滞后补偿
t
uRCu
d
d I
O
求解图示各电路输出和输入的运算关系
)( I1O ufu?)( IO ufi
)( oiIO2 RRufu
标出“＋”“－”
电路为运算电路，
)( I4O ufu
§ 7.1 概述一、电子系统简介传感器接收器隔离、滤波放大、阻抗变换运算、转换、比较功率放大
A/D转换第七章 第七章第八章第九章信号的产生二、理想运放的参数特点
Aod,rid,fH 均 为无穷大,ro,失调电压及其温漂、
失调电流及其温漂、噪声均为 0。
三、集成运放的线性工作区 uO＝ Aod(uP－ uN)
因为 uO为有限值,Aod＝ ∞,所以
uN－ uP＝ 0,即
uN＝ uP………… 虚短路因为 rid＝ ∞,所以
iN＝ iP＝ 0……… 虚断路四、研究的问题运算电路：运算关系,uO＝ f(uI)
有源滤波电路：放大倍数的频率特性虚地 0
0
PN
PN
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R
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R
I
FN：在节点
IfO uR
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§ 7.2 基本运算电路一、比例运算电路
1、反相输入
1) 电路引入了哪种组态的负反馈？
2) 电路的输入电阻为多少？
3) R’＝？为什么？
4) 若要 Ri＝ 100kΩ，比例系数为－ 100,R1＝？ R2＝？
R2太大，噪声大。如何利用相对小的电阻获得 -100的比例系数？
T 型反馈网络反相比例运算电路
3
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k100100
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RRR
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2、同相输入么？影响运算精度吗？为什为什么？
？电路的输入电阻为多少负反馈？电路引入了哪种组态的
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运算关系的分析方法：节点电流法列出关键节点（如同相输入端、反相输入端）的电流方程，利用集成运放工作在线性区所具有的,虚短,和
,虚断,的特点，求解输出电压和输入电压的关系式。
IO uu?电压跟随器：
二、加减运算电路
1、反相求和
)(
0
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方法一：节点电流法电压。信号同时作用时的输出结果相加，即得到所有后将所有作用时的输出电压，然首先求解每个信号单独方法二：利用叠加原理
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Ru
R
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2,同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
烦。物理意义清楚，运算麻
∥∥
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单独作用：
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设 R1∥ R2∥ Rf＝ R3∥ R4 ∥ R5
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若 R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5,uO＝?
四、积分运算电路和微分运算电路
1、积分运算
R
u
C
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1
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1
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1) 输入为阶跃信号时的输出电压波形？
2) 输入为方波时的输出电压波形？
3) 输入为正弦波时的输出电压波形？
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线性积分波形变换移相
2、微分运算电路
Riu
t
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为了克服集成运放的阻塞现象和自激振荡，
实用电路应采取措施。
限制输入电流限制输出电压幅值滞后补偿
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求解图示各电路输出和输入的运算关系
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电路为运算电路，
)( I4O ufu
