第6章信号的运算与处理电路.ppt

第6章 信号的运算与处理电路,6.1 理想集成运算放大器,6.2 信号运算电路,6.4 有源滤波器,6.3 集成模拟乘法器,6.1 理想集成运算放大器,1.理想集成运放的特征,2.理想集成运放工作在线性区(加深度负反馈),因为,所以,3.理想集成运放工作在非线性区(开环或加正反馈),在这种情况下,即使输入信号 很小,也会进入饱和,其输出信号幅度接近电源电压,输出电压仅有两种取值,6.2 信号运算电路,一.比例运算电路,1.反相比例运算电路,i1=if（虚断）,u+=0,u=u+=0（虚地）,2.同相比例运算电路,u-=u+=ui,i1=if（虚断）,电压跟随器,此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。,3.差动比例运算电路,ui1作用,ui2作用,则有：,(1)反相加法器：,若R1=R2=Rf,i1+i2=if,1.加法运算电路,二.加减运算电路,(2)同相加法器,当R1=R2=Rf=R时,2.减法运算电路,1.积分电路,三.积分和微分电路,例:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。,例2：输入方波，输出是三角波。,2.微分电路,u-=u+=0,1.对数电路,四、对数和反对数运算电路,利用PN结的指数特性实现对数运算,2.反对数电路,五、乘除运算,1.乘运算电路,用对数、反对数电路实现,2.除运算电路,对于差放有：,6.3 集成模拟乘法器,一.基本原理,二、模拟乘法器的符号,三、模拟乘法器的应用,1.乘法运算,立方运算电路,2.平方和立方运算,平方运算电路,uo=KuXuY,uo=K(ui)2,uo=K2(ui)3,3.除法运算电路,如果令K=R2/R1则:,注意：为保证电路为负反馈，必须有：,有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。,滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声 和干扰信号，保留下有用信号。,6.4 有源滤波电路,滤波器的分类：,低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）,各种滤波器理想的幅频特性：,（1）低通,（2）高通,（3）带通,（4）带阻,1.一阶RC低通滤波器(无源),一.低通有源滤波器,传递函数：,幅频特性：,截止频率：,2.一阶有源低通滤波器,传递函数：,通带增益：,截止频率：,幅频特性：,-20dB/10倍频,3.二阶有源低通滤波器,传递函数：,H,截止频率：,-40dB/10倍频,幅频特性及幅频特性曲线,二.高通有源滤波器,1.一阶有源高通滤波器,幅频特性：,缺点：阻带衰减太谩。,幅频特性及幅频特性曲线,2.二阶有源高通滤波器,由此绘出频率响应特性曲线,（2）通带增益,（1）幅频特性：,其中：,可由低通和高通串联得到,低通截止频率,高通截止频率,必须满足,三.有源带通滤波器,可由低通和高通并联得到,必须满足,四.有源带阻滤波器,本章小结,1集成运放可以构成加法、减法、积分、微分、对数和反对数等多种运算电路。在这些电路中，均存在深度负反馈。因此，运放工作在线性放大状态。这时可以使用理想运放模型对电路进行分析，“虚短”和“虚断”的概念是电路分析的有力工具。2集成模拟乘法器是一种重要的模拟集成电路，在信号处理和频率变换方面得到了广泛的应用。集成模拟乘法器内部电路较为复杂，对生产工艺的要求也较高。熟练掌握这种器件在各种运算电路中的使用方法，是要求的重点。3有源滤波器是一种重要的信号处理电路，它可以突出有用频段的信号，衰减无用频段的信号，抑制干扰和噪声信号，达到选频和提高信噪比的目的。实际使用时，应根据具体情况选择低通、高通、带通或带阻滤波器，并确定滤波器的具体形式。,