模電第七章之信號的運(yùn)算

1、第七章第七章信號的運(yùn)算電路信號的運(yùn)算電路 7.1理想運(yùn)放理想運(yùn)放 7.2比比例運(yùn)算電路例運(yùn)算電路 7.3求和電路求和電路 7.4積積分和微分電路分和微分電路 7.5對數(shù)、指數(shù)、乘法和除法電路對數(shù)、指數(shù)、乘法和除法電路 本章重點(diǎn)和考點(diǎn)本章重點(diǎn)和考點(diǎn) 1.理想運(yùn)放：理想運(yùn)放：“虛短虛短”和和“虛斷虛斷”（線性（線性 區(qū)）區(qū)） 2.比例、求和及積分電路的綜合運(yùn)算。比例、求和及積分電路的綜合運(yùn)算。 本章教學(xué)時(shí)數(shù)：本章教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 前言前言 電子信息系統(tǒng)的組成電子信息系統(tǒng)的組成 信號的信號的 提取提取 信號的信號的 預(yù)處理預(yù)處理 信號的信號的 加工加工

2、信號的信號的 執(zhí)行執(zhí)行 電子信息系統(tǒng)示意圖電子信息系統(tǒng)示意圖 直流電源直流電源 信號的運(yùn)算（第信號的運(yùn)算（第7章）章） 直流穩(wěn)壓電源（第直流穩(wěn)壓電源（第10章）章） 信號的產(chǎn)生（第信號的產(chǎn)生（第9章）章） 信號的處理（第信號的處理（第8章）章） 電子電子 應(yīng)用應(yīng)用 電路電路 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 7.1理想運(yùn)放的兩個(gè)工作區(qū)（復(fù)習(xí)預(yù)備知識）理想運(yùn)放的兩個(gè)工作區(qū)（復(fù)習(xí)預(yù)備知識） 理想運(yùn)放理想運(yùn)放工作區(qū)：線性區(qū)和非線性區(qū)工作區(qū)：線性區(qū)和非線性區(qū) 一、理想運(yùn)放在線性工作區(qū)一、理想運(yùn)放在線性工作區(qū) u u O u i i + Ao d 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)特點(diǎn)：理想運(yùn)放工作在線性區(qū)特

3、點(diǎn)： 1. 理想運(yùn)放的差模輸入電壓等于零理想運(yùn)放的差模輸入電壓等于零 0)( od O A u uu即即 uu“虛短虛短” 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的條件：理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的條件： 電路中有電路中有負(fù)反饋負(fù)反饋！ 2. 理想運(yùn)放的輸入電流等于零理想運(yùn)放的輸入電流等于零 由于由于 rid = ，兩個(gè)輸入端均沒有電流，即，兩個(gè)輸入端均沒有電流，即0 ii “虛斷虛斷” 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 二、理想運(yùn)放的非線性工作區(qū)（第二、理想運(yùn)放的非線性工作區(qū)（第8、9章）章） +UOM uO u+ u O UOM 理想特性理想特性 圖圖 7.1.2集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特

4、性 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)特點(diǎn)：理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)特點(diǎn)： 當(dāng)當(dāng) u+ u-時(shí)，時(shí)，uO = + UOM 當(dāng)當(dāng) u+ u 時(shí)時(shí), uO = UOM 2. 理想運(yùn)放的輸入電流等于零理想運(yùn)放的輸入電流等于零 0 ii 運(yùn)放工作在非線性區(qū)的條件：運(yùn)放工作在非線性區(qū)的條件： 電路開環(huán)工作或引入正反饋！電路開環(huán)工作或引入正反饋！ 1.u+ u-。 “虛短虛短”不存在不存在 7.2比例運(yùn)算電路比例運(yùn)算電路 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 R2 = R1 / RF 平衡電阻平衡電阻 由于由于“虛斷虛斷”，i+= 0，u+ = 0； 由于由于“虛短虛短”， u = u+ = 0 “虛地虛地” 由由

5、 iI = iF ，得，得 F o 1 I R uu R uu I F I o f R R u u Au 反相輸入端反相輸入端“虛地虛地”，電路的輸入電阻為，電路的輸入電阻為Rif = R1 圖圖 7.2.1 1.基本電路基本電路(電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋) 一、反相比例運(yùn)算電路一、反相比例運(yùn)算電路 I I F o u R R u 引入引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電路的輸出電阻為，電路的輸出電阻為R0f =0 很低很低 缺點(diǎn) 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 2.T型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路（型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路（p289-290） 圖圖7.2.8 T型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算

6、電型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電 路路 電阻電阻R2 、 R3和和R4構(gòu)成構(gòu)成T形網(wǎng)絡(luò)電路形網(wǎng)絡(luò)電路 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)N的電流方程為的電流方程為 2 2 M 1 I i R u R u I 31 2 3 M 3 u RR R R u i i4 = i2 + i3輸出電壓輸出電壓 u0= -i2 R2 i4 R4 所以所以 將各電流代入上式將各電流代入上式 I 3 42 I 42 o ) / 1 (u R RR R RR u 目的：在高比例系數(shù)時(shí)，避免目的：在高比例系數(shù)時(shí)，避免R1阻阻 值太小，使輸入電阻太小。值太小，使輸入電阻太小。 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 二、同相比例運(yùn)算電路二、同相比例運(yùn)算

7、電路 *R2 = R1 / RF 根據(jù)根據(jù)“虛短虛短”和和“虛斷虛斷” 的特點(diǎn)，可知的特點(diǎn)，可知 i+ = i- - = 0； 又又 u = u+ = u O F1 1 u RR R u 所以所以 IO F1 1 uu RR R 所所以以 I F I O f 1 R R u u Au 得：得： 由于該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，由于該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋， 所以輸入電阻很高。所以輸入電阻很高。 I I F o )1 (u R R u 圖圖 7.2.2 u Rif= Ri ( 1+Aod F ) 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 當(dāng)當(dāng) 圖圖7.2.3RF = 0 或或 R1 = 時(shí)，如下圖時(shí)，

8、如下圖7.2.4所示所示 三、電壓跟隨器三、電壓跟隨器 Auf = 1 u0= uI 集成電壓跟隨器性集成電壓跟隨器性 能優(yōu)良，常用型號能優(yōu)良，常用型號 AD9620 計(jì)算方法小結(jié)計(jì)算方法小結(jié) 1.列出關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)的電流方程，如列出關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)的電流方程，如N點(diǎn)和點(diǎn)和P點(diǎn)。點(diǎn)。 2.根據(jù)虛短根據(jù)虛短(地地)、虛斷的原則，進(jìn)行整理。、虛斷的原則，進(jìn)行整理。 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 *四差分比例運(yùn)算電路四差分比例運(yùn)算電路 11 RR FF RR 圖圖 7.2.4差分比例運(yùn)算電路差分比例運(yùn)算電路 在理想條件下，由于在理想條件下，由于 “虛斷虛斷”，i+ = i = 0 I F1 F u R

9、R R u O F1 1 I F1 F u RR R u RR R u 由于由于“虛短虛短”， u+ = u ，所以：，所以： I F1 F O F1 1 I F1 F u RR R u RR R u RR R 1 F II O f R R uu u Au 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 差 模 輸 入差 模 輸 入 電阻電阻 Rif = 2R1 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 五比例電路應(yīng)用實(shí)例五比例電路應(yīng)用實(shí)例 兩個(gè)放大級。結(jié)構(gòu)對稱兩個(gè)放大級。結(jié)構(gòu)對稱 的的 A1、A2 組成第一級，互組成第一級，互 相抵消漂移和失調(diào)。相抵消漂移和失調(diào)。 A3 組成差分放大級，組成差分放大級， 將差分輸

10、入轉(zhuǎn)換為單端輸將差分輸入轉(zhuǎn)換為單端輸 出。出。 當(dāng)加入差模信號當(dāng)加入差模信號 uI 時(shí)，若時(shí)，若 R2 = R3 ，則，則 R1 的中點(diǎn)為交的中點(diǎn)為交 流地電位，流地電位，A1、A2 的工作情況將如下頁圖中所示。的工作情況將如下頁圖中所示。 圖圖 7.2.5 三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器原理圖三運(yùn)放數(shù)據(jù)放大器原理圖 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 由同相比例運(yùn)放的電壓由同相比例運(yùn)放的電壓 放大倍數(shù)公式，得放大倍數(shù)公式，得 1 2 1 2 I1 O1 2 1 2/ 1 R R R R u u I1 1 2 O1 ) 2 1(u R R u 則則 同理同理 I2 1 2 I2 1 3 O2 ) 2

11、1() 2 1(u R R u R R u 所以所以 I 1 2 I2I1 1 2 O2O1 ) 2 1()( 2 1(u R R uu R R uu 則第一級電壓則第一級電壓 放大倍數(shù)為：放大倍數(shù)為： 1 2 I o2o1 2 1 R R u uu 改變改變 R1，即可，即可 調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 A3 為差分比例放大電路。為差分比例放大電路。 當(dāng)當(dāng) R4 = R5 ，R6 = R7 時(shí)，得第時(shí)，得第 二級的電壓放大倍數(shù)為二級的電壓放大倍數(shù)為 4 6 O2O1 O R R uu u 所以所以總的電壓放大倍數(shù)總的電壓放大倍數(shù)為為 ) 2 1(

12、1 2 4 6 I o2o1 o2o1 o I o R R R R u uu uu u u u Au 在電路參數(shù)對稱的條件下，在電路參數(shù)對稱的條件下，差模輸入電阻差模輸入電阻等于兩個(gè)等于兩個(gè) 同相比例電路的輸入電阻之和同相比例電路的輸入電阻之和 idod 21 1 i ) 2 1(2RA RR R R 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 例：在數(shù)據(jù)放大器中，例：在數(shù)據(jù)放大器中， R1 = 2 k ， R2 = R3 = 1 k ， R4 = R5 = 2 k ， R6 = R7 = 100 k ，求電壓放大倍數(shù)；，求電壓放大倍數(shù)； 已知集成運(yùn)放已知集成運(yùn)放 A1、A2 的開環(huán)放大倍數(shù)的開

13、環(huán)放大倍數(shù) Aod = 105， 差模輸入電阻差模輸入電阻 Rid = 2 M ，求放大電路的輸入電阻。，求放大電路的輸入電阻。 100) 2 12 1( 2 100 ) 2 1( 1 2 4 6 I O R R R R u u Au解：解： M102M 2)10 122 2 1(2 ) 2 1(2 55 idod 21 1 i RA RR R R 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 7.3加減運(yùn)算電路加減運(yùn)算電路 一、求和運(yùn)算電路。一、求和運(yùn)算電路。 1.反相求和運(yùn)算電路反相求和運(yùn)算電路 F321 /RRRRR 由于由于“虛斷虛斷”，i = 0 所以：所以：i1 + i2 + i3 =

14、 iF 又因又因“虛地虛地”，u = 0 所以：所以： F O 3 I3 2 I2 1 I1 R u R u R u R u )( I3 3 F I2 2 F I1 1 F O u R R u R R u R R u 當(dāng)當(dāng) R1 = R2 = R3 = R 時(shí)，時(shí)，)( I3I2I1 1 F O uuu R R u 圖圖 7.3.1 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 2同相求和運(yùn)算電路同相求和運(yùn)算電路 由于由于“虛斷虛斷”，i = 0，所以：，所以： R u R uu R uu R uu 3 I3 2 I2 1 I1 解得：解得： I3 3 I2 2 I1 1 u R R u R R

15、u R R u 其中：其中：RRRRR / 321 由于由于“虛短虛短”，u+ = u )(1( )1()1( I3 3 I2 2 I1 11 F 1 F 1 F O u R R u R R u R R R R u R R u R R u 圖圖 7.3.2 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 例：用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)系例：用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)系 I3I2I1O 3 . 1102 . 0uuuu 解：解：)3 . 12 . 0()( I3I1I3 3 F1 I1 1 F1 O1 uuu R R u R R u )10()( I2O1I2 4 F2 O1 2 F2 O uuu R R

16、 u R R u 二、加減運(yùn)算電路二、加減運(yùn)算電路 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 )3 . 12 . 0()( I3I1I3 3 F1 I1 1 F1 O1 uuu R R u R R u )10()( I2O1I2 2 F2 O1 4 F2 O uuu R R u R R u 比較得：比較得： 10, 1,3 . 1,2 . 0 2 F2 4 F2 3 F1 1 F1 R R R R R R R R 選選 RF1 = 20 k ，得：，得： R1 = 100 k ， R3 = 15.4 k ； 選選 RF2 = 100 k ，得：，得： R4 = 100 k ， R2 = 10

17、k 。 k8/ F1311 RRRR k3 . 8/ F2422 RRRR 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 7.4積分運(yùn)算電路和微分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路和微分運(yùn)算電路 一、積分運(yùn)算電路一、積分運(yùn)算電路 RR 由于由于“虛地虛地”，u = 0，故，故 uO = uC 由于由于“虛斷虛斷”，iI = iC ，故，故 uI = = iIR = iCR 得：得： tu RC ti C uu CC d 1 d 1 IO = RC積分時(shí)間常數(shù)積分時(shí)間常數(shù) 圖圖 7.4.1 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 積分電路的輸入、輸出波形積分電路的輸入、輸出波形 ( (一一) )輸入電壓為階躍信

18、號輸入電壓為階躍信號 圖圖 7.4.2 t0 t1 t uI O t uO O UI )(d 1 0 I IO tt RC U tu RC u 當(dāng)當(dāng) t t0 時(shí)，時(shí)，uI = 0， uO = 0； 當(dāng)當(dāng) t0 t1 時(shí)，時(shí)， uI = 0，uo 保持保持 t = t1 時(shí)的輸出電壓值不變。時(shí)的輸出電壓值不變。 即輸出電壓隨時(shí)間而向負(fù)方向直線增長。即輸出電壓隨時(shí)間而向負(fù)方向直線增長。 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 ( (二二) )輸入電壓為正弦波輸入電壓為正弦波 tUu sin mI t RC U ttU RC u cos dsin 1 m mO t uO O RC U m 可見，

19、輸出電壓的相位比輸入電壓的相位領(lǐng)可見，輸出電壓的相位比輸入電壓的相位領(lǐng) 先先 90 。因此，此時(shí)積分電路的作用是。因此，此時(shí)積分電路的作用是移相移相。 t uI O Um 2 3 圖圖 7.4.3 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 二、微分運(yùn)算電路二、微分運(yùn)算電路 圖圖 7.4.6基本微分電路基本微分電路 由于由于“虛斷虛斷”，i = 0，故，故iC = = iR 又由于又由于“虛地虛地”， u+ = = u- - = 0 = 0 t u RCRiRiu CR d d C O 可見，輸出電壓正比于輸入電壓對時(shí)間的微分。可見，輸出電壓正比于輸入電壓對時(shí)間的微分。 實(shí)現(xiàn)波形變換，如將方波變

20、成雙向尖頂波。實(shí)現(xiàn)波形變換，如將方波變成雙向尖頂波。 1.基本基本微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路 微分電路的作用：微分電路的作用： 微分電路的作用有移相微分電路的作用有移相 功能。功能。 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 2.實(shí)用微分運(yùn)算電路實(shí)用微分運(yùn)算電路 基本微分運(yùn)算電路在輸入信號時(shí)，集成運(yùn)放內(nèi)部的放大基本微分運(yùn)算電路在輸入信號時(shí)，集成運(yùn)放內(nèi)部的放大 管會(huì)進(jìn)入飽和或截止?fàn)顟B(tài)，以至于即使信號消失，管子管會(huì)進(jìn)入飽和或截止?fàn)顟B(tài)，以至于即使信號消失，管子 還不能脫離原狀態(tài)回到放大區(qū)，出現(xiàn)還不能脫離原狀態(tài)回到放大區(qū)，出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象阻塞現(xiàn)象。 圖7.4.8實(shí)用微分運(yùn)算電路實(shí)用微分運(yùn)算電路圖圖7.4.9

21、微分電路輸入、輸出波形分析微分電路輸入、輸出波形分析 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 3.逆函數(shù)型微分運(yùn)算電路逆函數(shù)型微分運(yùn)算電路 若將積分電路作為反饋回路，若將積分電路作為反饋回路， 則可得到微分運(yùn)算電路。則可得到微分運(yùn)算電路。 + - A1 + - A2 + + - uI u0 u02 R1 R2 R3 R4 R5 C 圖圖7.2.21逆函數(shù)型微分運(yùn)算電路逆函數(shù)型微分運(yùn)算電路 t u R CRR u d d I 1 32 O 公式推導(dǎo)過程略公式推導(dǎo)過程略 推論：推論： 采用乘法運(yùn)算電路作為運(yùn)放的反饋通路，可實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算采用乘法運(yùn)算電路作為運(yùn)放的反饋通路，可實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算 采用乘方運(yùn)

22、算電路作為運(yùn)放的反饋通路，可實(shí)現(xiàn)開方運(yùn)算采用乘方運(yùn)算電路作為運(yùn)放的反饋通路，可實(shí)現(xiàn)開方運(yùn)算 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 DO uu R u ii i d TD / SD e uu Ii S d TD ln I i uu 一一. 對數(shù)電路對數(shù)電路 7.5 對數(shù)和反對數(shù)運(yùn)算電路對數(shù)和反對數(shù)運(yùn)算電路 S i T S d T lnln RI u u I i u 利用利用PN結(jié)的指數(shù)特性實(shí)現(xiàn)對數(shù)運(yùn)算結(jié)的指數(shù)特性實(shí)現(xiàn)對數(shù)運(yùn)算 u u D + A + i d R i 1 i o R 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 BJT的發(fā)射結(jié)有的發(fā)射結(jié)有 BEO uu 利用虛短和虛斷，有利用虛短和

23、虛斷，有 R u ii i C T BE T BE e S )e ( SEC U u I U u Iii RI u u S i T ln 用三極管實(shí)現(xiàn)對數(shù)運(yùn)算用三極管實(shí)現(xiàn)對數(shù)運(yùn)算 S C TBE ln I i uu S C Tln I i u u u + 1 + A o T i R i ic 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 二、指數(shù)運(yùn)算電路二、指數(shù)運(yùn)算電路 當(dāng)當(dāng) uI 0 時(shí)，根據(jù)時(shí)，根據(jù) 集成運(yùn)放反相輸入端集成運(yùn)放反相輸入端 “虛地虛地”及及“虛斷虛斷”的的 特點(diǎn)，可得：特點(diǎn)，可得： TT U u U u IIi IBE ee SSI 所以：所以： T U u R RIRiRiu

24、I e SIO 可見，輸出電壓正比于輸入電壓的指數(shù)?？梢?，輸出電壓正比于輸入電壓的指數(shù)。 圖圖 7.5.3 指數(shù)運(yùn)算電路指數(shù)運(yùn)算電路 1.基本電路基本電路 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 7.6.1利用對數(shù)和指數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的乘除電路利用對數(shù)和指數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的乘除電路 乘法電路的輸出電壓正比于其兩個(gè)輸入電壓的乘積，即乘法電路的輸出電壓正比于其兩個(gè)輸入電壓的乘積，即 uo = uI1uI2求對數(shù)，得：求對數(shù)，得： I2I1I2I1O lnln)ln(lnuuuuu 再求指數(shù)，得：再求指數(shù)，得： I2I1 lnln O I2I1 euuu uu 所以利用對數(shù)電路、求和電路和指數(shù)電路，可得乘法所

25、以利用對數(shù)電路、求和電路和指數(shù)電路，可得乘法 電路的方塊圖：電路的方塊圖： 對數(shù)電路對數(shù)電路 對數(shù)電路對數(shù)電路 uI1 uI2 lnuI1 lnuI2 求和求和 電路電路 lnuI1+ lnuI2 指數(shù)電路指數(shù)電路 uO = uI1uI2 圖圖 7.6.1 7.6 乘法和除法運(yùn)算電路乘法和除法運(yùn)算電路 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 同理：同理： 除法電路的輸出電壓正比于其兩個(gè)輸入電壓相除法電路的輸出電壓正比于其兩個(gè)輸入電壓相 除所得的商，即：除所得的商，即： I2 I1 O u u u 求對數(shù)，得：求對數(shù)，得： I2I1 I2 I1 O lnlnlnlnuu u u u 再求指數(shù)，

26、得：再求指數(shù)，得：I2I1 lnln O e uu u 所以只需將乘法電路中的求和電路改為減法電路即所以只需將乘法電路中的求和電路改為減法電路即 可得到除法電路的方塊圖：可得到除法電路的方塊圖： 對數(shù)電路對數(shù)電路 對數(shù)電路對數(shù)電路 uI1 uI2 lnuI1 lnuI2 減法減法 電路電路 lnuI1- - lnuI2 指數(shù)電路指數(shù)電路 I2 I1 O u u u 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 7.6.2模擬乘法器及其在運(yùn)算電路中的應(yīng)用模擬乘法器及其在運(yùn)算電路中的應(yīng)用 （高頻電路中將重新學(xué)習(xí)）（高頻電路中將重新學(xué)習(xí)） 模擬乘法器可用來實(shí)現(xiàn)乘、除、乘方和開方運(yùn)算電路模擬乘法器可用來實(shí)

27、現(xiàn)乘、除、乘方和開方運(yùn)算電路 在電子系統(tǒng)之中用于進(jìn)行模擬信號的運(yùn)算處理。在電子系統(tǒng)之中用于進(jìn)行模擬信號的運(yùn)算處理。 一模擬乘法器簡介一模擬乘法器簡介 輸出電壓正比于兩個(gè)輸輸出電壓正比于兩個(gè)輸 入電壓之積入電壓之積 uo = KuI1uI2 uI1 uI2 uO 圖圖 7.6.3模擬乘法器符號模擬乘法器符號 比例系數(shù)比例系數(shù) K 為正值為正值同相乘法器；同相乘法器； 比例系數(shù)比例系數(shù) K 為負(fù)值為負(fù)值反相乘法器。反相乘法器。 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 理想模擬乘法器具備的條件理想模擬乘法器具備的條件 1. ri1和和ri2為無窮大；為無窮大； 2. ro為零；為零； 3. k值不

28、隨信號幅值而變化，且不值不隨信號幅值而變化，且不 隨頻率而變化；隨頻率而變化； 4.當(dāng)當(dāng)uX或或uY為零時(shí)為零時(shí)uo為零，電路沒為零，電路沒 有失調(diào)電壓、噪聲。有失調(diào)電壓、噪聲。 模擬乘法器有模擬乘法器有 單象限、兩象限和四象限單象限、兩象限和四象限。 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 圖圖 7.6.5 二、變跨導(dǎo)式模擬乘法器的原理：二、變跨導(dǎo)式模擬乘法器的原理： 1、恒流源式差動(dòng)放大電路、恒流源式差動(dòng)放大電路 I1 be c O u r R u EQ bbbe )1( I U rr T 當(dāng)當(dāng) IEQ 較小、電路參數(shù)對稱時(shí)，較小、電路參數(shù)對稱時(shí)， II 2 1 EQ 所以：所以： I

29、U r T )1(2 be I1cmI1 c I1 c O 2)1 (2 uRgIu U R Iu U R u TT 結(jié)論：輸出電壓正比于輸入電壓結(jié)論：輸出電壓正比于輸入電壓 uI1 與恒流源電流與恒流源電流 I 的乘積。的乘積。 輸出電壓為：輸出電壓為： 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 設(shè)想設(shè)想：使恒流源電流：使恒流源電流 I 與另一個(gè)輸入電壓與另一個(gè)輸入電壓 uI2 成正比，成正比， 則則 uO 正比于正比于 uI1 與與 uI2 的乘積。的乘積。 當(dāng)當(dāng) uI2 uBE3 時(shí)，時(shí)， e I2 e BE3I2 R u R uu I I2I1I2I1 e c O 2 uKuuu UR

30、 R u T 2、可控恒流源差分放大電路的乘法特性、可控恒流源差分放大電路的乘法特性 u uI1 I1可正可負(fù)，但 可正可負(fù)，但u uI2 I2必 必 須大于零。故須大于零。故圖圖 7.6.67.6.6 為兩象限模擬乘法器為兩象限模擬乘法器 圖圖 7.6.6兩象限模擬兩象限模擬乘法器乘法器 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 3、四象限變跨導(dǎo)型模擬乘法器（了解）、四象限變跨導(dǎo)型模擬乘法器（了解） 公式推導(dǎo)過程略公式推導(dǎo)過程略 YX YX T C Co uku uu U IR Riiu 20201 4 )( 圖圖7.6.7 雙平衡四象限變跨導(dǎo)型模雙平衡四象限變跨導(dǎo)型模 擬乘法器擬乘法器 問題：問題：如何將雙端輸出轉(zhuǎn)如何將雙端輸出轉(zhuǎn) 換為單端輸出？換為單端輸出？ 第七章信號的運(yùn)算電路第七章信號的運(yùn)算電路 三三 . .