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1、模 拟 电 子 技 术集成运算组成的运算电路集成运算组成的运算电路第第 7章章小结小结7.1 一般问题一般问题7.2 基本运算电路基本运算电路7.3 对数和指数运算电路对数和指数运算电路7.4集成模拟乘法器集成模拟乘法器模 拟 电 子 技 术 运算放大器的两个工作区域（状态）运算放大器的两个工作区域（状态）1. 运放的电压传输特性运放的电压传输特性：设：电源电压设：电源电压VCC=10V。 运放的运放的AVO=104Ui1mV时，运放处于线性区。时，运放处于线性区。AVO越大，线性区越小，越大，线性区越小，当当AVO时，线性区时，线性区07.1一般问题一般问题模 拟 电 子 技 术2.理想运算
2、放大器：理想运算放大器：开环电压放大倍数开环电压放大倍数 AV0=差摸输入电阻差摸输入电阻 Rid=输出电阻输出电阻 R0=0为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：为了扩大运放的线性区，给运放电路引入负反馈：理想运放工作在线性区的条件：理想运放工作在线性区的条件： 电路中有负反馈！电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：运放工作在线性区的分析方法： 虚短（虚短（U+=U-） 虚断（虚断（ii+=ii-=0）3. 线性应用线性应用模 拟 电 子 技 术4. 非线性应用非线性应用运放工作在非线性区的特点：运放工作在非线性区的特点：正、负饱和输出状态正、负饱和输出状态电路中开环工作或引入正
3、反馈！电路中开环工作或引入正反馈！运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论模 拟 电 子 技 术7.2基本运算基本运算电路电路 7.2.1 比例运算比例运算 7.2.2 加法与减法运算加法与减法运算 7.2.3 微分与积分运算微分与积分运算 7.2.4 基本运算电路应用举例基本运算电路应用举例模 拟 电 子 技 术7.2.1 比例运算比例运算一、反相比例运算一、反相比例运算运算放大器在线性应用运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断时同时存在虚短和虚断虚断虚断虚地虚地为使两输入端对地直流电阻相等：为使两输入端对地直流电阻相等：R2 = R1 / R f平
4、衡电阻平衡电阻特点：特点：1. .为深度电压并联负反馈，为深度电压并联负反馈，Auf = Rf / R 12. 输入电阻较小输入电阻较小RifR ifR if = R13. uIC = 0，对对 KCMR 的要求低的要求低u+ = u- - = 0虚地虚地模 拟 电 子 技 术二、同相比例运算二、同相比例运算Auf = 1跟随器跟随器当当 R1 = ，Rf = 0 时，时， 特点：特点：1. 为深度电压为深度电压串联串联负反馈，负反馈， Auf = 1 + Rf /R12. 输入电阻大输入电阻大R if = 3. ，对，对 KCMR 的要求高的要求高uIC = u iu+ = u- - = u
5、I模 拟 电 子 技 术7.2.2 加法与减法运算加法与减法运算一、加法运算一、加法运算1. 反相加法运算反相加法运算R3 = R1 / R2 / RfiF i1 + i2若若 Rf = R1= R2 则则 uO = (uI1+ uI2)模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术 R2 / R3 / R4 = R1/ Rf若若 R2 = R3 = R4 ，则则 uO = uI1+ uI2 Rf = 2R1 2. 同相加法运算同相加法运算模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术法法 1：利用叠加定理：利用叠加定理uI2 = 0 uI1 使：使：uI1 = 0 uI2 使：使：一般一般R1
6、= R 1； Rf = R fuO = uO1 + uO2 = Rf / R1( uI2 uI1 )法法 2：利用虚短、虚断：利用虚短、虚断uo = Rf /R1( uI2 uI1 )减法运算实际是差分电路减法运算实际是差分电路二、减法运算二、减法运算模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术7.2.3 反相输入运算电路的组成规律反相输入运算电路的组成规律1.正函数型的反相运算电路正函数型的反相运算电路输入回路采用函数元件输入回路采用函数元件1,使使反馈回路采用电阻元件反馈回路采用电阻元件2模 拟 电 子 技 术2.反函数型的反相运算电路反函数型的反相运算电路输入回路采用电阻元件输入回路采用
7、电阻元件1反馈回路采用函数元件反馈回路采用函数元件2,使得使得模 拟 电 子 技 术7.2.4 微分与积分运算微分与积分运算R2 = Rf虚地虚地虚断虚断RfC1 = 时间常数时间常数微分电路输出电压微分电路输出电压:一、微分运算一、微分运算 uItOuOtO模 拟 电 子 技 术二、积分运算二、积分运算=当当 uI = UI 时，时， 设设 uC(0) = 0 时间常数时间常数 = R1Cf积分电路输出电压：积分电路输出电压：tuOO模 拟 电 子 技 术7.2.5 基本运算电路应用举例基本运算电路应用举例例例 7.2.1 测量放大器测量放大器( (仪用放大器仪用放大器) )同相输入同相输入
8、同相输入同相输入差差分输入分输入uo1uo2对共模信号：对共模信号：uO1 = uO2 则则 uO = 0对差模信号：对差模信号：R1 中点为交流地中点为交流地模 拟 电 子 技 术为保证测量精度为保证测量精度需元件对称性好需元件对称性好模 拟 电 子 技 术u+ = u- - = usio = i1 = us / R11. 输出电流与负载大小无关输出电流与负载大小无关2. 恒压源转换成为恒流源恒压源转换成为恒流源特点：特点：例例 7.2.2 电压电压电流转换器电流转换器例例 6.2.3 利用积分电路将方波变成三角波利用积分电路将方波变成三角波模 拟 电 子 技 术10 k 10 nF 时间常
9、数时间常数 = R1Cf = 0.1 ms设设 uC(0) = 0= 5 VuI/Vt/ms0.10.30.55 5uO/Vt/ms= 5 V5 5模 拟 电 子 技 术例例 7.2.4 差分运算电路的设计差分运算电路的设计条件：条件：Rf = 10 k 要求：要求：uo = uI1 2uI2R1 = 5 k R2 = 2R3R2/ R3= R1/Rf= 5/10R2= 10 k R3= 5 k 模 拟 电 子 技 术课堂练习课堂练习模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术7.3 对数和指数运算电路对数和指数运算电路 7.3.1 对数电路对数电路 7.3.2 指数电路指数电路模 拟 电 子
10、 技 术7. 3.1 对数电路对数电路 利利用用PN结结的的指指数数特特性性实实现对数运算现对数运算模 拟 电 子 技 术7.3.2 反对数（反对数（指数指数）电路）电路uo = RF IS eui i /UT T输入与输出的关系式为输入与输出的关系式为:模 拟 电 子 技 术7.4 集成模拟乘法器集成模拟乘法器 7.4.1 集成模拟乘法器的集成模拟乘法器的 基本工作原理基本工作原理6.2集成模拟乘法器集成模拟乘法器 的应用电路的应用电路7.4.2集成模拟乘法器的集成模拟乘法器的 应用电路应用电路模 拟 电 子 技 术7.4.1 模拟乘法器的基本工作原理模拟乘法器的基本工作原理一、模拟乘法器的
11、基本特性一、模拟乘法器的基本特性符号符号KXYXYuxuyuouO = KuxuyK 增益系数增益系数类型类型单象限乘法器单象限乘法器 ux、uy 皆为固定极性皆为固定极性二象限乘法器二象限乘法器 一个为固定极性，一个为固定极性，另一个为可正可负另一个为可正可负四象限乘法器四象限乘法器 ux、uy 皆为可正可负皆为可正可负模 拟 电 子 技 术二、利用对数和指数电路的乘法电路二、利用对数和指数电路的乘法电路三、可变跨导乘法器的工作原理三、可变跨导乘法器的工作原理模 拟 电 子 技 术7.4.2.1 基本运算电路基本运算电路一、平方运算一、平方运算KXYXYuIuo7.4.2集成模拟乘法器的应用
12、电路集成模拟乘法器的应用电路二、立方运算二、立方运算模 拟 电 子 技 术三、平方根运算三、平方根运算( (uI 0) )8uIRuORXYKXYuO模 拟 电 子 技 术四四 、函数发生电路、函数发生电路模 拟 电 子 技 术7.4.4除法运算电路除法运算电路1.对数和指数运算电路组成的除法电路对数和指数运算电路组成的除法电路2. 用乘法器组成的除法电路用乘法器组成的除法电路8R1R2XYKXYu3u2当当 u1 0，为使为使 u3 0，则则 u2 0 当当 u1 0 时，时，uO 0，为使为使 u3 0 条件：条件：u3 与与 u1 必须必须反相反相 ( (保证负反馈保证负反馈) )u2
13、0u1uo模 拟 电 子 技 术小小 结结第第 7 章章模 拟 电 子 技 术一、基本运算电路一、基本运算电路1. 运算电路的两种基本形式运算电路的两种基本形式同相输入同相输入反相输入反相输入模 拟 电 子 技 术2. 运算电路的分析方法运算电路的分析方法1)运用运用“虚短虚短”和和“虚断虚断”的概念分析电路中各电量的概念分析电路中各电量2) 间间关关系系。运运放放在在线线性性工工作作时时，“虚虚短短”和和“虚虚断断”3) 总总是是同同时时存存在在。虚虚地地只只存存在在于于同同相相输输入入端端接接地地的的电电4) 路中。路中。2) ) 运用叠加定理解决多个输入端的问题。运用叠加定理解决多个输入端的问题。
