模拟电子技术电子教案：第七章 信号的运算和处理[样例5]

第一篇：模拟电子技术电子教案：第七章 信号的运算和处理

第七章 信号的运算和处理

【本章主要内容】本章主要讲述基本运算电路和有源滤波电路。【本章学时分配】本章分为3讲，每讲2学时。

第二十二讲 运算电路概述和基本运算电路

一、主要内容

1、比例运算电路

分析方法，利用虚短、虚断的概念和基尔霍夫电流定理列出放大倍数表达式。1)反相比例运算电路

（1）电路的组成如图7.1所示。（2）电路的放大倍数及特点

由分析得电路的放大倍数为

AuRfR1特点

①输入信号接入反相输入端，uN点虚地，其输出信号与输入信号反相。②电路不存在共模信号。

③放大倍数可以大于1，可以小于1，也可以等于0。

④因为电路引入电压并联负反馈，故电路的输入阻抗较低，即Ri=R1。2)同相比例运算电路

（1）电路的组成如图7.2所示。（2）电路的放大倍数及特点

由分析得电路的放大倍数为

Au1RfR1特点

①输入信号接入同相输入端，故其输出信号与输入信号同相。②电路存在共模信号，故应选用共模抑制比高的集成运放。③放大倍数只能大于或等于1。

④因为电路引入电压串联负反馈，故其输入阻抗很高。

2、加减运算电路

分析方法，利用虚短、虚断的概念、结电电压法或叠加定理列出输出方程。1)反相求和运算电路（1）电路的组成如下图所示

R2Rfu2u1..R1-+R’.uo

（2）电路的分析及特点

电路的输出表达式为

RfRfuouuR1R221

电路的特点与反相比例运算电路的特点类似。2)同相求和运算电路（1）电路的组成如下图所示

RfR1u1u2R2R3..-+.uo

（2）电路的分析及特点

电路的输出表达式为

Rfuo1R13)加减运算电路

（1）电路的组成如下图所示

R3R2uuRR1RR2323 2电路的特点与同相比例运算电路的特点类似。

Rfu1u2R1R2..R3-+.uo

（2）电路的分析及特点

电路的输出表达式为

Rfuo1R1如果选取电阻值满足

R3RfuRu1RR2312

RfR1R3R2，则有

uoRfR1u2u1

即输出电压与两个输入电压之差成比例。

该电路也存在共模信号，故应选用共模抑制比高的集成运放，才能保证一定的运算精度。另外该电路还可用两级反相求和运算电路实现，此时电路不存在共模信号。

3、积分运算电路

分析方法，利用虚短、虚断的概念和基尔霍夫电流定理及电容端电压与通过它的电流的关系列出输出方程。

1)电路的组成如图7.11所示。2)电路的分析

利用上述分析方法可得电路的输出表达式

uo1uIdtRC

上式表明输出电压为输入电压对时间的积分。

在求解t1到t2时间段的积分电压值时

12uouIdtuot1RCt1式中uo（t1）为t1时刻电容上存的初始电压。3)电路对不同输入信号的响应

t

（1）当输入信号为阶跃信号时，在它的作用下，电容将近似恒流方式进行充电，输出电压与时间成近似线性关系。因此

uouItRC

但由于受集成运放最大值的限制，当输出电压达到最大饱和电压后，将不再变化。（2）当输入信号为方波信号时，输出为三角波。

（3）当输入信号为正弦信号时，输出为滞后90o的正弦波。4)实用积分电路

为了限制输出值，实用积分电路中，常在电容上并联一个大电阻，如图7.11中虚线所示。

4、微分运算电路

1)电路的组成如图7.14所示。2)电路的分析

利用上述分析方法可求得电路的输出表达式

uoRCduIdt

上式表明输出电压正比与输入电压对时间的微分。

当输入信号为脉冲信号时，输出电压的波形如图7.16所示。3)实用微分运算电路

由于微分电路对高频噪声特别敏感，以至于输出噪声可能完全淹没微分信号。一种改进的实用电路见图7.15。

另外，还可用积分的逆运算实现微分运算，电路见图7.17。

5、对数运算电路

分析方法，利用虚短、虚断的概念和基尔霍夫电流定理及PN结的正向电流与其端电压的近似关系列出输出方程。1)基本电路的组成如图7.19所示。2)电路的分析

利用上述分析方法可得电路的输出表达式为

uouDUTln由上式可知，输出电压和输入电压成对数关系。图7.21所示为集成对数运算电路，分析见P289。

6、指数运算电路

1)基本电路的组成如图7.22所示。2)电路的分析

利用上述分析方法可得电路的输出表达式为

uIIsR

uoiRRIsReuI由此可见，输出电压与输入电压成指数关系。图7.23所示是集成指数运算电路，分析见P290。

UT

二、本讲重点

比例运算电路与求和运算电路的分析及特点

三、本讲难点

如何运用“虚短”、“虚断”的概念进行分析运算

四、教学组织过程

本节以讲授为主，并借助多媒体形象、生动的特点理解基本概念。

五、课后习题

见相应章节的“习题指导”。

第二十三讲 模拟乘法器及其应用

一、主要内容

模拟乘法器是实现两个模拟量相乘的非线性电子器件，利用它可以方便地实现乘、除、乘方和开方运算电路。此外，由于它还能广泛地应用于广播电视、通信、仪表和自动控制系统之中，进行模拟信号的处理。集成模拟乘法器是继集成运放之后另一大类通用型有源器件，成为模拟集成电路的重要分支之一。

1、模拟乘法器简介

模拟乘法器有两个输入端，一个输出端，输入及输出均对“地”而言，其输出电压是两个输入端信号的乘积。

2、模拟乘法器的工作原理 1）简单的变跨导二象限模拟乘法器 2）双平衡式模拟乘法器

2、模拟乘法器的应用

1）乘法运算电路

uOK(uI)2）除法运算电路

3）开方运算电路

二、本讲重点

利用模拟乘法器实现乘、除、乘方和开方运算电路。

三、本讲难点

模拟乘法器的工作原理。

四、教学组织过程

本节以讲授为主，并借助多媒体形象、生动的特点理解基本概念。

五、课后习题

见相应章节的“习题指导”。

第二十四讲 有源滤波电路

一、主要内容

1、滤波电路的基础知识 1）滤波电路的种类

按工作频率的不同，滤波器可分为

LPF：通带为0＜f＜fp的频率范围，阻带为f＞fp的频率范围。HPF：通带为f＞fp的频率范围，阻带为0＜f＜fp的频率范围。

BPF：通带为fp1＜f＜fp2的频率范围，阻带为f＜fp1和f＞fp2的频率范围。BEF：通带为f＜fp1和f＞fp2的频率范围，阻带为fp1＜f＜fp2的频率范围。APF：通带为0＜f＜∞的频率范围，无阻带。2）滤波电路幅频特性中的概念

通带：能够通过的信号频率范围。阻带：受阻或衰减的信号频率范围。

通带放大倍数：通带输出电压与输入电压之比。

通带截止频率fp：此频率所对应的放大倍数为通带放大倍数的12倍。 无源滤波电路和有源滤波电路

由无源源件（如R、C、L等）组成的滤波电路称为无源滤波电路。此电路的输出负载特性较差，即输出会随着负载的变化而变化。

有源滤波电路由无源滤波电路加有源源件（如晶体管、集成运放等）所组成。此种电路具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点有较强的带负载能力。

 有源低通滤波器

分析方法，利用虚短、虚断的概念、结电电压法列出电路放大倍数的传递函数。1)同相输入低通滤波器（1）一阶低通滤波器

电路见图7.44，按照上述的分析法可得电路的电压放大倍数的传递函数

AusUosR211UssR11sRC

用jω代替上式中的s可得电路的频率响应

R211Au1AupR1jff1jff0 10式中的f0=1／2πRC，称为特征频率，Aup为电路的通带放大倍数。该电路的截止频率fp等于f0。

幅频特性见图7.45，当f＞＞fp时，曲线按－20dB／十倍频下降。（2）简单二阶低通滤波器

电路图及分析见P308。只需简单介绍一下。（3）压控电压源二阶低通滤波器

电路图见P309图7.48。由分析可写出电路放大倍数的传递函数

AusAupsUosUss13AupssRCsRC2

用jω代替上式中的s可得电路的频率响应

AuAupff1j3Aupff002Aupff1jfQf0 02式中的Q称为电路的等效品质因数，它的物理意义是当f= f0时电压放大倍数与通带放大倍数之比。

P310图7.49给出了不同Q值的幅频特性，由图可见当Q＝0.707时，幅频特性最平坦；而当Q＞0.707时，将出现峰值。另外当f＞＞fp时，曲线按－40dB／十倍频下降。注意Q值不能太大，否则会产生自激振荡。

2)反相低通滤波器的组成、分析和特点，由学生自行分析。

3、其它有源滤波电路 1)二阶高通滤波电路

P312图7.50所示电路为压控电压源二阶高通滤波器，图（b）所示为无限增益多路反馈高通滤波器。电路的具体分析见P312。2)带通滤波电路

将低通滤波器和高通滤波器串联，且低通滤波器的截止频率fp1大于高通滤波器的截止频率fp2，就可以得到带通滤波器，其通频带为（fp1－fp2）。P313至P315给出了实用带通滤波器的具体电路图及其分析。由P315图7.54所示的幅频特性可知，电路的Q值愈大，通带放大倍数数值愈大，频带愈窄，选频特性愈好，但是Q值不能太大，否则会产生振荡。另外电路的中心频率f0与通带增益无关。3)带阻滤波电路

将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器，再将两个电路的输出电压求和，并且低通滤波器的截止频率fp1小于高通滤波器的截止频率fp2，就可以得到带阻滤波器，其阻带为（fp2－fp1）。

实用电路常利用无源LPF和HPF并联构成无源带阻滤波电路，然后接同相比例运算电路，从而构成有源带阻滤波电路，具体电路和分析见P316至P318。

二、本讲重点

1、滤波电路的概念。

2、滤波电路的种类。

3、各种滤波电路的组成、分析方法及其特点。

三、本讲难点

滤波电路的分析及其品质因数对滤波性能的影响。

四、教学组织过程

借助多媒体理解滤波电路的基本概念，讲授滤波电路的工作原理，讨论各种滤波电路的特点。

五、课后习题

见相应章节的“习题指导”。

【本章小结】

1、基本运算电路

集成运放引入电压负反馈后，可以实现模拟信号的比例、加减、乘除、积分、微分、对数和指数等各种基本运算。求解运算电路输出电压与输入电压运算关系的基本方法有两种： 节点电流法和叠加原理。

2、有源滤波电路

1)有源滤波电路一般由 RC网络和集成运放组成，主要用于小信号处理。按其幅频特性可分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种电路。应用时应根据有用信号、无用信号和干扰等所占频段来选择合理的类型。

2)有源滤波电路一般均引入电压负反馈，因而集成运放工作在线性区，故分析方法与运算电路基本相同。但其常用传递函数表示输出与输入的函数关系。

有源滤波电路的主要性能指标有通带放大倍数Aup、通带截止频率fp、特征频率f0、带宽fbw、品质因数Q等。

第二篇：模拟电子技术基础电子教案简介

模拟电子技术基础电子教案简介

模拟电子技术基础电子教案，是为康华光教授主编的《电子技术基础》（模拟部分）第五版配套的多媒体教学课件，是为教师在课堂上讲授“模拟电子技术基础”课程而制作的。教案内容紧扣教材，服务于教材。凡是采用康华光教授主编的《电子技术基础》（模拟部分）第五版教材的各高校教师，均可使用本电子教案进行教学。该电子教案能帮助教师用现代化的教学手段在有限的课堂教学时间内，传授更多的信息，取得更好的教学效果。

教案特点：

1． 完全的开放性。除动画外，采用PowerPoint编辑制作，教师可按自己的意愿随意修改；

2．操作、修改简单。只要会使用PowerPoint就行；

3．近300幅图片，省去了教师极大的工作量，提高了单位时间内的信息量。教案主要内容： 1．绪论：

2．运算放大器

3．半导体二极管及其基本电路

4．双极结型三极管及放大电路基础 5．场效应管放大电路 6．模拟集成电路 7．反馈放大电路 8．功率放大电路

9．信号处理与信号产生电路 10．直流稳压电源

本电子教案设计、编辑、制作由张林完成。

第三篇：模拟电子技术基础课程电子教案前言

模拟电子技术基础课程电子教案

前

言

模拟电子技术基础课程电子教案是根据本课程的教学基本要求和作者三十多年的教学经验而制作的，与《模拟电子技术基础（第三版）》配套使用，也可作为教授有关课程的教师和学生的参考资料。

本电子教案（以下简称教案）具有以下特点：

一、以《模拟电子技术基础（第三版）》为线索，按专题组成教案。

本教案基本以《模拟电子技术基础（第三版）》的章节为线索，将课程按专题分为30讲，以绪论开始，以复习与考试结束。每一讲是一个完整的教学内容，因而长短不一。

读者可根据不同的教学对象和教学计划，每一讲用1～4学时完成，也可根据授课教师的特点，重新组合教学内容的顺序。

本教案在个别地方重新组合了教材的内容，以分散难点，利于教学。例如，将场效应管（教材中1.4节）和场效应管放大电路（教材中的2.7节）合为一讲。

建议学时见“模拟电子技术基础课程课堂教学安排（64学时）”。

二、本教案突出重点，简明扼要，目的明确，利于教学。教材《模拟电子技术基础（第三版）》的篇幅较大，内容丰富，不可能也没有必要均通过课堂教学来达到教学目的。本教案反映课程的重点和需要教师点拨的内容，体现出作者的讲课要点和思路，提纲携领，为教师的即兴发挥留有余地，利于形成各自的教学风格。

在每一讲第一片幻灯片的备注中均给出本节课的教学目的，在关键部分的备注均给出作者的意图，利于应用。

三、本教案特别注意对学生启发引导，交流互动，并留有余地，注重培养他们的创新意识。

本教案不但涵盖了课程的基本内容，而且尽可能使学生在掌握基本概念、基本电路和基本分析方法的基础上了解电子电路的构思方法和分析方法的由来，学习科学的思维方法。

因此，教案中在讲授知识的过程中经常提出问题与学生讨论，引导学生自己得到正确的结论；不少专题还留有未解决的问题，促使学生进一步思考，开发他们的潜智。

而且，几乎在每一讲的最后都针对本讲的重要问题提出讨论。这些讨论题特别注重其启发性和知识应用的综合性，有些还具有设计性和答案的多样性。讨论题具有很大的弹性，教师可根据授课对象和授课时间决定这一部分的学时，也可将这一部分作为讨论课的内容。

本教案由清华大学华成英制作，由于作者的水平有限，定有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正。

作者 于清华园

2005.3.30

第四篇：电子技术基础模拟部分第五版电子教案简介

电子技术基础模拟部分（第五版）电子教案简介

电子技术基础模拟部分（第五版）电子教案，是为康华光教授主编的《电子技术基础》（模拟部分）第五版配套的多媒体教学课件，是为教师在课堂上讲授“模拟电子技术基础”课程而制作的。教案内容紧扣教材，服务于教材。凡是采用康华光教授主编的《电子技术基础》（模拟部分）第五版教材的各高校教师，均可使用本电子教案进行教学。该电子教案能帮助教师用现代化的教学手段在有限的课堂教学时间内，传授更多的信息，取得更好的教学效果。

教案特点：

（1）完全的开放性。除动画外，采用PowerPoint编辑制作，教师可按自己的意愿随意修改；

（2）操作、修改简单，仅会使用PowerPoint即可；

（3）近300幅图片，省去了教师极大的工作量，提高了单位时间内的信息量。教案主要内容： 1．绪论 2．运算放大器

3．二极管及其基本电路

4．双极结型三极管及放大电路基础 5．场效应管放大电路 6．模拟集成电路 7．反馈放大电路 8．功率放大电路

9．信号处理与信号产生电路 10．直流稳压电源

本电子教案设计、编辑、制作由张林完成。

第五篇：模拟电子技术基础教案

教案

2014/ 2015 学年，第一学期

课程名称

电路与模拟电子技术

任课教师

周拓

本学期学时数

专业、班级

14物联网

学生用教科书：《模拟电子技术基础》刘国巍主编

学生用参考书：

教案：

教案是教师以章节或每次课为单元，根据教学大纲和教学内容，针对不同层次、不同专业学生，对授课的知识群和知识点进行思考设计，周密组织编写出的整个教学过程方案。

教案也是具体授课的计划，是实施教学过程的演义方案。它反映了教师的教学水平、教学思路、教学经验和自身素质，反映了教师钻研教学大纲、熟悉教材、拓展知识、准确把握教学方式方法和责任心的程度。要求：

教案作为教学实施文件，应在充分备课的基础上对教学目的、主要内容、重点、难点、学时分配及教学方式方法做出具体设计。

教案的编写要按章（节）或每次课为单元。

关于讲课方式方法，主要包括：传统教学、多媒体电子课件教学，其中某节采用讨论式、现场教学、或是放录像、放录音，听力训练、习题课等。

第 1 章（次）：半导体器件本章学时数： 12学时

主要内容：本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。

重点：PN结，二极管、三极管的内部结构及特性

难点：二极管、三极管的内部结构

讲授方式方法及要求：采用多媒体课件教学，板书为辅，实物观察要求学生能够理解半导体器件的内部结构及工作原理，掌握二极管三极管等半导体器件的特性及作用。

第 2 章：基本放大电路本章（次）学时数：12学时

主要内容：基本共射放大电路，放大电路的分析方法，静态工作点的稳定以及放大电路的频率特性

重点：放大电路的分析方法，基本共射放大电路

难点：放大电路的分析方法

讲授方式方法及要求：板书为主，多媒体课件为辅，同时采用讨论式、现场教学、案例教学等方式，采用共创模式活跃课堂气氛，引发学生学习兴趣。要求学生掌握放大电路的分析方法。

第 3 章：集成电路运算放大器本章（次）学时数：10学时

主要内容：多级放大电路，长尾式差动放大电路

重点：长尾式差动放大电路

难点：长尾式差动放大电路

讲授方式方法及要求：板书为主，多媒体课件为辅，同时采用讨论式、现场教学、案例教学等方式，采用共创模式活跃课堂气氛，引发学生学习兴趣。要求学生掌握长尾式差动放大电路的分析方法和作用。

第 4 章：电路中的负反馈本章（次）学时数：4学时

主要内容：反馈的概念，反馈的分类，反馈对放大电路性能的影响

重点：反馈的分类，反馈对放大电路性能的影响

难点：反馈对放大电路性能的影响

讲授方式方法及要求：板书为主，多媒体课件为辅，同时采用讨论式、现场教学、案例教学等方式，采用共创模式活跃课堂气氛，引发学生学习兴趣。要求学生能够理解反馈的概念并判断反馈的种类，并能分析反馈对放大电路性能的影响。

第 5 章：集成运算放大器本章（次）学时数：8学时

主要内容：基本运算放大器，集成运算放大器的应用

重点：基本运算放大器

难点：集成运算放大器的应用

讲授方式方法及要求：板书为主，多媒体课件为辅，同时采用讨论式、现场教学、案例教学等方式，采用共创模式活跃课堂气氛，引发学生学习兴趣。要求学生能够掌握基本运算电路的性能及应用。

第 6 章：功率放大电路本章（次）学时数：6学时

主要内容：功率放大电路的特点，功率放大电路中的问题

重点：功率放大电路的特点

难点：功率放大电路的特点

讲授方式方法及要求：板书为主，多媒体课件为辅，同时采用讨论式、现场教学、案例教学等方式，采用共创模式活跃课堂气氛，引发学生学习兴趣。要求学生了解功率放大电路的特点，能够预见功率放大电路中常见的问题。

第 7 章：波形产生电路本章（次）学时数：6学时

主要内容：正弦波振荡电路的振荡条件，RC、LC正弦波振荡电路

重点：RC、LC正弦波振荡电路

难点：RC、LC正弦波振荡电路

讲授方式方法及要求：板书为主，多媒体课件为辅，同时采用讨论式、现场教学、案例教学等方式，采用共创模式活跃课堂气氛，引发学生学习兴趣。要求学生了解振荡电路的振荡条件和振荡的频率特性。

第 8 章：直流稳压电源本章（次）学时数：8学时

主要内容：单项整流电路，滤波电路，稳压电路，开关稳压电路

重点：滤波电路，稳压电路

难点：滤波电路，稳压电路

讲授方式方法及要求：板书为主，多媒体课件为辅，同时采用讨论式、现场教学、案例教学等方式，采用共创模式活跃课堂气氛，引发学生学习兴趣。要求学生了解直流稳压电路的特征。

第 9 章：实验本章（次）学时数：12学时

主要内容：各种半导体器件的认识，基本共射放大电路的性能分析，负反馈放大电路的研究

重点：负反馈放大电路的研究

难点：负反馈放大电路的研究

讲授方式方法及要求：软件模拟。

总结复习本章（次）学时数：6学时

主要内容：各章知识点

重点：各章知识点

难点：各章知识点

讲授方式方法及要求：板书。

习题课本章（次）学时数：12学时

主要内容：各章课后作业

重点：各章课后作业

难点：各章课后作业

讲授方式方法及要求：板书。