第一篇：模擬電子技術電子教案：第七章 信號的運算和處理

第七章 信號的運算和處理

【本章主要內容】本章主要講述基本運算電路和有源濾波電路?！颈菊聦W時分配】本章分為3講，每講2學時。

第二十二講 運算電路概述和基本運算電路

一、主要內容

1、比例運算電路

分析方法，利用虛短、虛斷的概念和基爾霍夫電流定理列出放大倍數表達式。1)反相比例運算電路

（1）電路的組成如圖7.1所示。（2）電路的放大倍數及特點

由分析得電路的放大倍數為

Au??RfR1特點

①輸入信號接入反相輸入端，uN點虛地，其輸出信號與輸入信號反相。②電路不存在共模信號。

③放大倍數可以大于1，可以小于1，也可以等于0。

④因為電路引入電壓并聯負反饋，故電路的輸入阻抗較低，即Ri=R1。2)同相比例運算電路

（1）電路的組成如圖7.2所示。（2）電路的放大倍數及特點

由分析得電路的放大倍數為

Au?1?RfR1特點

①輸入信號接入同相輸入端，故其輸出信號與輸入信號同相。②電路存在共模信號，故應選用共模抑制比高的集成運放。③放大倍數只能大于或等于1。

④因為電路引入電壓串聯負反饋，故其輸入阻抗很高。

2、加減運算電路

分析方法，利用虛短、虛斷的概念、結電電壓法或疊加定理列出輸出方程。1)反相求和運算電路（1）電路的組成如下圖所示

R2Rfu2u1..R1-+R’.uo

（2）電路的分析及特點

電路的輸出表達式為

Rf?Rf?uo???u?u?R1R2??2?1?

電路的特點與反相比例運算電路的特點類似。2)同相求和運算電路（1）電路的組成如下圖所示

RfR1u1u2R2R3..-+.uo

（2）電路的分析及特點

電路的輸出表達式為

?Rfuo???1?R1?3)加減運算電路

（1）電路的組成如下圖所示

??R3?R2??u?u???R?R1R?R2?323? ??2電路的特點與同相比例運算電路的特點類似。

Rfu1u2R1R2..R3-+.uo

（2）電路的分析及特點

電路的輸出表達式為

?Rfuo???1?R1?如果選取電阻值滿足

??R3?Rf??u??Ru1??R?R2?31???2

RfR1?R3R2，則有

uo?RfR1?u2?u1?

即輸出電壓與兩個輸入電壓之差成比例。

該電路也存在共模信號，故應選用共模抑制比高的集成運放，才能保證一定的運算精度。另外該電路還可用兩級反相求和運算電路實現，此時電路不存在共模信號。

3、積分運算電路

分析方法，利用虛短、虛斷的概念和基爾霍夫電流定理及電容端電壓與通過它的電流的關系列出輸出方程。

1)電路的組成如圖7.11所示。2)電路的分析

利用上述分析方法可得電路的輸出表達式

uo??1uIdt?RC

上式表明輸出電壓為輸入電壓對時間的積分。

在求解t1到t2時間段的積分電壓值時

12uo??uIdt?uo?t1?RC?t1式中uo（t1）為t1時刻電容上存的初始電壓。3)電路對不同輸入信號的響應

t

（1）當輸入信號為階躍信號時，在它的作用下，電容將近似恒流方式進行充電，輸出電壓與時間成近似線性關系。因此

uo??uItRC

但由于受集成運放最大值的限制，當輸出電壓達到最大飽和電壓后，將不再變化。（2）當輸入信號為方波信號時，輸出為三角波。

（3）當輸入信號為正弦信號時，輸出為滯后90o的正弦波。4)實用積分電路

為了限制輸出值，實用積分電路中，常在電容上并聯一個大電阻，如圖7.11中虛線所示。

4、微分運算電路

1)電路的組成如圖7.14所示。2)電路的分析

利用上述分析方法可求得電路的輸出表達式

uo??RCduIdt

上式表明輸出電壓正比與輸入電壓對時間的微分。

當輸入信號為脈沖信號時，輸出電壓的波形如圖7.16所示。3)實用微分運算電路

由于微分電路對高頻噪聲特別敏感，以至于輸出噪聲可能完全淹沒微分信號。一種改進的實用電路見圖7.15。

另外，還可用積分的逆運算實現微分運算，電路見圖7.17。

5、對數運算電路

分析方法，利用虛短、虛斷的概念和基爾霍夫電流定理及PN結的正向電流與其端電壓的近似關系列出輸出方程。1)基本電路的組成如圖7.19所示。2)電路的分析

利用上述分析方法可得電路的輸出表達式為

uo??uD??UTln由上式可知，輸出電壓和輸入電壓成對數關系。圖7.21所示為集成對數運算電路，分析見P289。

6、指數運算電路

1)基本電路的組成如圖7.22所示。2)電路的分析

利用上述分析方法可得電路的輸出表達式為

uIIsR

uo??iRR??IsReuI由此可見，輸出電壓與輸入電壓成指數關系。圖7.23所示是集成指數運算電路，分析見P290。

UT

二、本講重點

比例運算電路與求和運算電路的分析及特點

三、本講難點

如何運用“虛短”、“虛斷”的概念進行分析運算

四、教學組織過程

本節以講授為主，并借助多媒體形象、生動的特點理解基本概念。

五、課后習題

見相應章節的“習題指導”。

第二十三講 模擬乘法器及其應用

一、主要內容

模擬乘法器是實現兩個模擬量相乘的非線性電子器件，利用它可以方便地實現乘、除、乘方和開方運算電路。此外，由于它還能廣泛地應用于廣播電視、通信、儀表和自動控制系統之中，進行模擬信號的處理。集成模擬乘法器是繼集成運放之后另一大類通用型有源器件，成為模擬集成電路的重要分支之一。

1、模擬乘法器簡介

模擬乘法器有兩個輸入端，一個輸出端，輸入及輸出均對“地”而言，其輸出電壓是兩個輸入端信號的乘積。

2、模擬乘法器的工作原理 1）簡單的變跨導二象限模擬乘法器 2）雙平衡式模擬乘法器

2、模擬乘法器的應用

1）乘法運算電路

uO?K(uI)2）除法運算電路

3）開方運算電路

二、本講重點

利用模擬乘法器實現乘、除、乘方和開方運算電路。

三、本講難點

模擬乘法器的工作原理。

四、教學組織過程

本節以講授為主，并借助多媒體形象、生動的特點理解基本概念。

五、課后習題

見相應章節的“習題指導”。

第二十四講 有源濾波電路

一、主要內容

1、濾波電路的基礎知識 1）濾波電路的種類

按工作頻率的不同，濾波器可分為

LPF：通帶為0＜f＜fp的頻率范圍，阻帶為f＞fp的頻率范圍。HPF：通帶為f＞fp的頻率范圍，阻帶為0＜f＜fp的頻率范圍。

BPF：通帶為fp1＜f＜fp2的頻率范圍，阻帶為f＜fp1和f＞fp2的頻率范圍。BEF：通帶為f＜fp1和f＞fp2的頻率范圍，阻帶為fp1＜f＜fp2的頻率范圍。APF：通帶為0＜f＜∞的頻率范圍，無阻帶。2）濾波電路幅頻特性中的概念

通帶：能夠通過的信號頻率范圍。阻帶：受阻或衰減的信號頻率范圍。

通帶放大倍數：通帶輸出電壓與輸入電壓之比。

通帶截止頻率fp：此頻率所對應的放大倍數為通帶放大倍數的12倍。? 無源濾波電路和有源濾波電路

由無源源件（如R、C、L等）組成的濾波電路稱為無源濾波電路。此電路的輸出負載特性較差，即輸出會隨著負載的變化而變化。

有源濾波電路由無源濾波電路加有源源件（如晶體管、集成運放等）所組成。此種電路具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點有較強的帶負載能力。

? 有源低通濾波器

分析方法，利用虛短、虛斷的概念、結電電壓法列出電路放大倍數的傳遞函數。1)同相輸入低通濾波器（1）一階低通濾波器

電路見圖7.44，按照上述的分析法可得電路的電壓放大倍數的傳遞函數

Au?s??Uo?s??R2?1???1??Us?s??R1??1?sRC

用jω代替上式中的s可得電路的頻率響應

??R2?11?Au??1???Aup??R?1?jff1?jff0 1?0??式中的f0=1／2πRC，稱為特征頻率，Aup為電路的通帶放大倍數。該電路的截止頻率fp等于f0。

?幅頻特性見圖7.45，當f＞＞fp時，曲線按－20dB／十倍頻下降。（2）簡單二階低通濾波器

電路圖及分析見P308。只需簡單介紹一下。（3）壓控電壓源二階低通濾波器

電路圖見P309圖7.48。由分析可寫出電路放大倍數的傳遞函數

Au?s??Aup?s?Uo?s??Us?s?1?3?Aup?s?sRC??sRC?2

??用jω代替上式中的s可得電路的頻率響應

Au??Aup??f???f?1???j3?Aup???f???f0?0?2??Aup?f?f?1???j?f?Qf0 ?0?2?式中的Q稱為電路的等效品質因數，它的物理意義是當f= f0時電壓放大倍數與通帶放大倍數之比。

P310圖7.49給出了不同Q值的幅頻特性，由圖可見當Q＝0.707時，幅頻特性最平坦；而當Q＞0.707時，將出現峰值。另外當f＞＞fp時，曲線按－40dB／十倍頻下降。注意Q值不能太大，否則會產生自激振蕩。

2)反相低通濾波器的組成、分析和特點，由學生自行分析。

3、其它有源濾波電路 1)二階高通濾波電路

P312圖7.50所示電路為壓控電壓源二階高通濾波器，圖（b）所示為無限增益多路反饋高通濾波器。電路的具體分析見P312。2)帶通濾波電路

將低通濾波器和高通濾波器串聯，且低通濾波器的截止頻率fp1大于高通濾波器的截止頻率fp2，就可以得到帶通濾波器，其通頻帶為（fp1－fp2）。P313至P315給出了實用帶通濾波器的具體電路圖及其分析。由P315圖7.54所示的幅頻特性可知，電路的Q值愈大，通帶放大倍數數值愈大，頻帶愈窄，選頻特性愈好，但是Q值不能太大，否則會產生振蕩。另外電路的中心頻率f0與通帶增益無關。3)帶阻濾波電路

將輸入電壓同時作用于低通濾波器和高通濾波器，再將兩個電路的輸出電壓求和，并且低通濾波器的截止頻率fp1小于高通濾波器的截止頻率fp2，就可以得到帶阻濾波器，其阻帶為（fp2－fp1）。

實用電路常利用無源LPF和HPF并聯構成無源帶阻濾波電路，然后接同相比例運算電路，從而構成有源帶阻濾波電路，具體電路和分析見P316至P318。

二、本講重點

1、濾波電路的概念。

2、濾波電路的種類。

3、各種濾波電路的組成、分析方法及其特點。

三、本講難點

濾波電路的分析及其品質因數對濾波性能的影響。

四、教學組織過程

借助多媒體理解濾波電路的基本概念，講授濾波電路的工作原理，討論各種濾波電路的特點。

五、課后習題

見相應章節的“習題指導”。

【本章小結】

1、基本運算電路

集成運放引入電壓負反饋后，可以實現模擬信號的比例、加減、乘除、積分、微分、對數和指數等各種基本運算。求解運算電路輸出電壓與輸入電壓運算關系的基本方法有兩種： 節點電流法和疊加原理。

2、有源濾波電路

1)有源濾波電路一般由 RC網絡和集成運放組成，主要用于小信號處理。按其幅頻特性可分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種電路。應用時應根據有用信號、無用信號和干擾等所占頻段來選擇合理的類型。

2)有源濾波電路一般均引入電壓負反饋，因而集成運放工作在線性區，故分析方法與運算電路基本相同。但其常用傳遞函數表示輸出與輸入的函數關系。

有源濾波電路的主要性能指標有通帶放大倍數Aup、通帶截止頻率fp、特征頻率f0、帶寬fbw、品質因數Q等。

第二篇：模擬電子技術基礎電子教案簡介

模擬電子技術基礎電子教案簡介

模擬電子技術基礎電子教案，是為康華光教授主編的《電子技術基礎》（模擬部分）第五版配套的多媒體教學課件，是為教師在課堂上講授“模擬電子技術基礎”課程而制作的。教案內容緊扣教材，服務于教材。凡是采用康華光教授主編的《電子技術基礎》（模擬部分）第五版教材的各高校教師，均可使用本電子教案進行教學。該電子教案能幫助教師用現代化的教學手段在有限的課堂教學時間內，傳授更多的信息，取得更好的教學效果。

教案特點：

1． 完全的開放性。除動畫外，采用PowerPoint編輯制作，教師可按自己的意愿隨意修改；

2．操作、修改簡單。只要會使用PowerPoint就行；

3．近300幅圖片，省去了教師極大的工作量，提高了單位時間內的信息量。教案主要內容： 1．緒論：

2．運算放大器

3．半導體二極管及其基本電路

4．雙極結型三極管及放大電路基礎 5．場效應管放大電路 6．模擬集成電路 7．反饋放大電路 8．功率放大電路

9．信號處理與信號產生電路 10．直流穩壓電源

本電子教案設計、編輯、制作由張林完成。

第三篇：模擬電子技術基礎課程電子教案前言

模擬電子技術基礎課程電子教案

前

言

模擬電子技術基礎課程電子教案是根據本課程的教學基本要求和作者三十多年的教學經驗而制作的，與《模擬電子技術基礎（第三版）》配套使用，也可作為教授有關課程的教師和學生的參考資料。

本電子教案（以下簡稱教案）具有以下特點：

一、以《模擬電子技術基礎（第三版）》為線索，按專題組成教案。

本教案基本以《模擬電子技術基礎（第三版）》的章節為線索，將課程按專題分為30講，以緒論開始，以復習與考試結束。每一講是一個完整的教學內容，因而長短不一。

讀者可根據不同的教學對象和教學計劃，每一講用1～4學時完成，也可根據授課教師的特點，重新組合教學內容的順序。

本教案在個別地方重新組合了教材的內容，以分散難點，利于教學。例如，將場效應管（教材中1.4節）和場效應管放大電路（教材中的2.7節）合為一講。

建議學時見“模擬電子技術基礎課程課堂教學安排（64學時）”。

二、本教案突出重點，簡明扼要，目的明確，利于教學。教材《模擬電子技術基礎（第三版）》的篇幅較大，內容豐富，不可能也沒有必要均通過課堂教學來達到教學目的。本教案反映課程的重點和需要教師點撥的內容，體現出作者的講課要點和思路，提綱攜領，為教師的即興發揮留有余地，利于形成各自的教學風格。

在每一講第一片幻燈片的備注中均給出本節課的教學目的，在關鍵部分的備注均給出作者的意圖，利于應用。

三、本教案特別注意對學生啟發引導，交流互動，并留有余地，注重培養他們的創新意識。

本教案不但涵蓋了課程的基本內容，而且盡可能使學生在掌握基本概念、基本電路和基本分析方法的基礎上了解電子電路的構思方法和分析方法的由來，學習科學的思維方法。

因此，教案中在講授知識的過程中經常提出問題與學生討論，引導學生自己得到正確的結論；不少專題還留有未解決的問題，促使學生進一步思考，開發他們的潛智。

而且，幾乎在每一講的最后都針對本講的重要問題提出討論。這些討論題特別注重其啟發性和知識應用的綜合性，有些還具有設計性和答案的多樣性。討論題具有很大的彈性，教師可根據授課對象和授課時間決定這一部分的學時，也可將這一部分作為討論課的內容。

本教案由清華大學華成英制作，由于作者的水平有限，定有疏漏和不妥之處，敬請讀者批評指正。

作者 于清華園

2005.3.30

第四篇：電子技術基礎模擬部分第五版電子教案簡介

電子技術基礎模擬部分（第五版）電子教案簡介

電子技術基礎模擬部分（第五版）電子教案，是為康華光教授主編的《電子技術基礎》（模擬部分）第五版配套的多媒體教學課件，是為教師在課堂上講授“模擬電子技術基礎”課程而制作的。教案內容緊扣教材，服務于教材。凡是采用康華光教授主編的《電子技術基礎》（模擬部分）第五版教材的各高校教師，均可使用本電子教案進行教學。該電子教案能幫助教師用現代化的教學手段在有限的課堂教學時間內，傳授更多的信息，取得更好的教學效果。

教案特點：

（1）完全的開放性。除動畫外，采用PowerPoint編輯制作，教師可按自己的意愿隨意修改；

（2）操作、修改簡單，僅會使用PowerPoint即可；

（3）近300幅圖片，省去了教師極大的工作量，提高了單位時間內的信息量。教案主要內容： 1．緒論 2．運算放大器

3．二極管及其基本電路

4．雙極結型三極管及放大電路基礎 5．場效應管放大電路 6．模擬集成電路 7．反饋放大電路 8．功率放大電路

9．信號處理與信號產生電路 10．直流穩壓電源

本電子教案設計、編輯、制作由張林完成。

第五篇：模擬電子技術基礎教案

教案

2014/ 2015 學年，第一學期

課程名稱

電路與模擬電子技術

任課教師

周拓

本學期學時數

專業、班級

14物聯網

學生用教科書：《模擬電子技術基礎》劉國巍主編

學生用參考書：

教案：

教案是教師以章節或每次課為單元，根據教學大綱和教學內容，針對不同層次、不同專業學生，對授課的知識群和知識點進行思考設計，周密組織編寫出的整個教學過程方案。

教案也是具體授課的計劃，是實施教學過程的演義方案。它反映了教師的教學水平、教學思路、教學經驗和自身素質，反映了教師鉆研教學大綱、熟悉教材、拓展知識、準確把握教學方式方法和責任心的程度。要求：

教案作為教學實施文件，應在充分備課的基礎上對教學目的、主要內容、重點、難點、學時分配及教學方式方法做出具體設計。

教案的編寫要按章（節）或每次課為單元。

關于講課方式方法，主要包括：傳統教學、多媒體電子課件教學，其中某節采用討論式、現場教學、或是放錄像、放錄音，聽力訓練、習題課等。

第 1 章（次）：半導體器件本章學時數： 12學時

主要內容：本章重點講述半導體器件的結構原理、外特性、主要參數數及其物理意義，工作狀態或工作區的分析。

重點：PN結，二極管、三極管的內部結構及特性

難點：二極管、三極管的內部結構

講授方式方法及要求：采用多媒體課件教學，板書為輔，實物觀察要求學生能夠理解半導體器件的內部結構及工作原理，掌握二極管三極管等半導體器件的特性及作用。

第 2 章：基本放大電路本章（次）學時數：12學時

主要內容：基本共射放大電路，放大電路的分析方法，靜態工作點的穩定以及放大電路的頻率特性

重點：放大電路的分析方法，基本共射放大電路

難點：放大電路的分析方法

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生掌握放大電路的分析方法。

第 3 章：集成電路運算放大器本章（次）學時數：10學時

主要內容：多級放大電路，長尾式差動放大電路

重點：長尾式差動放大電路

難點：長尾式差動放大電路

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生掌握長尾式差動放大電路的分析方法和作用。

第 4 章：電路中的負反饋本章（次）學時數：4學時

主要內容：反饋的概念，反饋的分類，反饋對放大電路性能的影響

重點：反饋的分類，反饋對放大電路性能的影響

難點：反饋對放大電路性能的影響

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生能夠理解反饋的概念并判斷反饋的種類，并能分析反饋對放大電路性能的影響。

第 5 章：集成運算放大器本章（次）學時數：8學時

主要內容：基本運算放大器，集成運算放大器的應用

重點：基本運算放大器

難點：集成運算放大器的應用

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生能夠掌握基本運算電路的性能及應用。

第 6 章：功率放大電路本章（次）學時數：6學時

主要內容：功率放大電路的特點，功率放大電路中的問題

重點：功率放大電路的特點

難點：功率放大電路的特點

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生了解功率放大電路的特點，能夠預見功率放大電路中常見的問題。

第 7 章：波形產生電路本章（次）學時數：6學時

主要內容：正弦波振蕩電路的振蕩條件，RC、LC正弦波振蕩電路

重點：RC、LC正弦波振蕩電路

難點：RC、LC正弦波振蕩電路

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生了解振蕩電路的振蕩條件和振蕩的頻率特性。

第 8 章：直流穩壓電源本章（次）學時數：8學時

主要內容：單項整流電路，濾波電路，穩壓電路，開關穩壓電路

重點：濾波電路，穩壓電路

難點：濾波電路，穩壓電路

講授方式方法及要求：板書為主，多媒體課件為輔，同時采用討論式、現場教學、案例教學等方式，采用共創模式活躍課堂氣氛，引發學生學習興趣。要求學生了解直流穩壓電路的特征。

第 9 章：實驗本章（次）學時數：12學時

主要內容：各種半導體器件的認識，基本共射放大電路的性能分析，負反饋放大電路的研究

重點：負反饋放大電路的研究

難點：負反饋放大電路的研究

講授方式方法及要求：軟件模擬。

總結復習本章（次）學時數：6學時

主要內容：各章知識點

重點：各章知識點

難點：各章知識點

講授方式方法及要求：板書。

習題課本章（次）學時數：12學時

主要內容：各章課后作業

重點：各章課后作業

難點：各章課后作業

講授方式方法及要求：板書。