模電第七章之信號(hào)的運(yùn)算

1、第七章第七章信號(hào)的運(yùn)算電路信號(hào)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(duì)數(shù)、指數(shù)、乘法和除法電路對(duì)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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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(hào)的信號(hào)的提取提取信號(hào)的信號(hào)的預(yù)處理預(yù)處理信號(hào)的信號(hào)的加工加工信號(hào)的信號(hào)的執(zhí)行執(zhí)行電子信息系統(tǒng)示意圖電

2、子信息系統(tǒng)示意圖直流電源直流電源信號(hào)的運(yùn)算（第信號(hào)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(hào)的產(chǎn)生（第信號(hào)的產(chǎn)生（第9章）章）信號(hào)的處理（第信號(hào)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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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(shí)）理想運(yùn)放的兩個(gè)工作區(qū)（復(fù)習(xí)預(yù)備知識(shí)）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 uOu i i+Aod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)(odO

3、Auuu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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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）+UOMuOu+ 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+

4、u 時(shí)時(shí), uO = UOM2. 理想運(yùn)放的輸入電流等于零理想運(yùn)放的輸入電流等于零0ii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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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 iI = iF ，得，得Fo1IRuuRuu IFIofRRuuAu 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

5、= R1圖圖 7.2.11.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IIFouRRu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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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22M1IiRuRuI3123M3uRRRRuii4 = i2 + i3輸出電壓輸出電壓u0=

6、 -i2 R2 i4 R4 所以所以將各電流代入上式將各電流代入上式I342I42o)/1 (uRRRRRRu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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路二、同相比例運(yùn)算電路二、同相比例運(yùn)算電路*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+ = uOF11uRRRu 所以所以IOF11uuRRR 所所以以IFIOf1RRuuAu 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

7、高。所以輸入電阻很高。IIFo)1 (uRRu圖圖 7.2.2uRif= Ri ( 1+Aod F )第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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)，如下圖7.2.4所示所示三、電壓跟隨器三、電壓跟隨器Auf = 1u0= 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(hào)能優(yōu)良，常用型號(hào)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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路*四差分比例運(yùn)算電路四差

8、分比例運(yùn)算電路11RR FFRR 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 = 0IF1FuRRRu OF11IF1FuRRRuRRRu 由于由于“虛短虛短”， u+ = u ，所以：，所以：IF1FOF11IF1FuRRRuRRRuRRR 1FIIOfRRuuuAu 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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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(jí)。結(jié)構(gòu)對(duì)稱兩個(gè)放大級(jí)。結(jié)構(gòu)對(duì)稱的的 A1、A2 組成第一級(jí)，互組成第一級(jí)，互相抵消漂移和失調(diào)。相

9、抵消漂移和失調(diào)。A3 組成差分放大級(jí)，組成差分放大級(jí)，將差分輸入轉(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(hào)當(dāng)加入差模信號(hào) 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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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1212I1O1212/1RRRRuu I112O1)21(uRRu 則則同理同理I212I213O2)21()21(uRRuRR

10、u 所以所以I12I2I112O2O1)21()(21(uRRuuRRuu 則第一級(jí)電壓則第一級(jí)電壓放大倍數(shù)為：放大倍數(shù)為：12Io2o121RRuuu 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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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(jí)的電壓放大倍數(shù)為二級(jí)的電壓放大倍數(shù)為46O2O1ORRuuu 所以所以總的電壓放大倍數(shù)總的電壓放大倍數(shù)為為)21(1246Io2o1o2o1oIoRRRRuuuuuuuuAu 在電路參數(shù)對(duì)稱的條件下，在電路參數(shù)對(duì)稱的條件下，差模輸入電阻差模輸入電

11、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idod211i)21(2RARRRR 第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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)2121(2100)21( 1246IO RRRRuuAu解：

12、解： M102M 2)1012221(2)21(2 55idod211iRARRRR第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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 = iF又因又因“虛地虛地”，u = 0所以：所以：FO3I32I21I1RuRuRuRu )(I33FI22FI11FOuRRuRRuRRu 當(dāng)當(dāng) R1 = R2 = R3 = R 時(shí)，時(shí)，)(I3I2I11FOuuuRRu 圖圖 7.3.1第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電

13、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：RuRuuRuuRuu 3I32I21I1解得：解得：I33I22I11uRRuRRuRRu 其中：其中：RRRRR /321由于由于“虛短虛短”，u+ = u )(1()1()1(I33I22I111F1F1FOuRRuRRuRRRRuRRuRRu 圖圖 7.3.2第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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I3I2I1O3 . 1102 . 0uuuu 解：解：)3 . 12 . 0()(I3I1I33F1I11F1O1uuuRRuRRu )10()(

14、I2O1I24F2O12F2OuuuRRuRRu 二、加減運(yùn)算電路二、加減運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路)3 . 12 . 0()(I3I1I33F1I11F1O1uuuRRuRRu )10()(I2O1I22F2O14F2OuuuRRuRRu比較得：比較得：10, 1,3 . 1,2 . 02F24F23F11F1 RRRRRRRR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 k 。 k8/F1311RRRR k3 . 8/F2422RRRR

15、第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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： tuRCtiCuuCCd1d1IO = 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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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) )輸入電壓為階躍信號(hào)輸入電壓為階躍信號(hào)圖圖 7.4.2t0t1tuIOtuOOUI)(d10IIOttRCUtuRCu 當(dāng)當(dāng) t t0

16、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(zhǎng)。即輸出電壓隨時(shí)間而向負(fù)方向直線增長(zhǎng)。 第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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 sinmI tRCUttURCu cosdsin1mmO tuOORCU m可見，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。 tuIOUm 2 3圖圖 7.4.3第七章信號(hào)的

17、運(yùn)算電路第七章信號(hào)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 tuRCRiRiuCRddCO 可見，輸出電壓正比于輸入電壓對(duì)時(shí)間的微分。可見，輸出電壓正比于輸入電壓對(duì)時(shí)間的微分。實(shí)現(xiàn)波形變換，如將方波變成雙向尖頂波。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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路2.實(shí)用微分運(yùn)算電路

18、實(shí)用微分運(yùn)算電路基本微分運(yùn)算電路在輸入信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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+-

19、uIu0u02R1R2R3R4R5C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tuRCRRuddI132O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)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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路DOuu Ruiii dTD/SDeuuIi SdTDlnIiuu 一一. 對(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路7.5 對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路SiTSdTlnlnRIuuIiu 利用利用PN結(jié)的指數(shù)特性

20、實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算結(jié)的指數(shù)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算uuD+A+idRi1ioR第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路BJT的發(fā)射結(jié)有的發(fā)射結(jié)有BEOuu 利用虛短和虛斷，有利用虛短和虛斷，有RuiiiC TBETBEeS)e (SECUuIUuIiiRIuuSiTln 用三極管實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算用三極管實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算SCTBElnIiuu SCTlnIiu uu+1+AoTiRiic第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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：TTUuUuIIiIBEeeSSI 所

21、以：所以：TUuRRIRiRiuIeSIO 可見，輸出電壓正比于輸入電壓的指數(shù)?？梢姡敵鲭妷赫扔谳斎腚妷旱闹笖?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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算電路7.6.1利用對(duì)數(shù)和指數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的乘除電路利用對(duì)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(duì)數(shù)，得：求對(duì)數(shù)，得：I2I1I2I1Olnln)ln(lnuuuuu 再求指數(shù)，得：再求指數(shù)，得：I2I1lnlnOI2I1euuuuu所以利用對(duì)數(shù)電路、求和電路和指數(shù)電路，可得乘法所以

22、利用對(duì)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(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路uI1uI2lnuI1lnuI2求和求和電路電路lnuI1+ lnuI2指數(shù)電路指數(shù)電路uO = uI1uI2圖圖 7.6.17.6 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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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：I2I1Ouuu 求對(duì)數(shù)，得：求對(duì)數(shù)，得：I2I1I2I1Olnlnlnlnuuuuu 再求指數(shù)，得：再求指數(shù)，得：I2I1lnlnOeuuu 所以只需將乘法電路中

23、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(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路對(duì)數(shù)電路uI1uI2lnuI1lnuI2減法減法電路電路lnuI1- - lnuI2指數(shù)電路指數(shù)電路I2I1Ouuu 第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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)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(hào)的運(yùn)算處理。在電子系統(tǒng)之中用于進(jìn)行模擬信號(hào)的運(yùn)算處理。一模

24、擬乘法器簡(jiǎn)介一模擬乘法器簡(jiǎn)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 = KuI1uI2uI1uI2uO圖圖 7.6.3模擬乘法器符號(hào)模擬乘法器符號(hào)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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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值不隨信號(hào)幅值而變化，且不值不隨信號(hào)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

25、、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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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I1becOurRu EQbbbe)1(IUrrT 當(dāng)當(dāng) IEQ 較小、電路參數(shù)對(duì)稱時(shí)，較小、電路參數(shù)對(duì)稱時(shí)，II21EQ 所以：所以：IUrT)1(2be I1cmI1cI1cO2)1 (2uRgIuURIuURuTT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

26、：輸出電壓為：第七章信號(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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)，eI2eBE3I2RuRuuI I2I1I2I1ecO2uKuuuURRuT 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(píng) uI1I1可正可負(fù)，但可正可負(fù)，但u uI2I2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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)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YXYXTCCoukuuuUIRRiiu202014)(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：?jiǎn)栴}：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(hào)的運(yùn)算電路第七章信號(hào)的運(yùn)算