《模拟电子教学资料》第6章信号处理电路.ppt

集成运放在信号处理方面的应用模拟乘法器及其应用,第六章 信号处理电路,滤波器的用途,滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。,6.1集成运放在信号处理方面的应用,一.无源滤波电路和有源滤波电路,无源滤波电路:由无源元件(R,C,L)组成,有源滤波电路:用工作在线性区的集成运放 和RC网络 组成，实际上是一种具有特定频率响应的放大器。,有源滤波电路的优点,缺点,滤波电路基础知识,滤波电路基础知识,1.按所处理的信号可分为 模拟 的和 数字 的两种,2.按所采用的元器件可分为有源和无源,3.按通过信号的频段可分为以下五种:,a.低通滤波器(LPF),二.滤波电路的分类和主要参数,Avp:通带电压放大倍数,fp:通带截止频率,过渡带:越窄表明选频性能越好,理想滤波器没有过渡带,（1）通带增益Avp 通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，如图所示。性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。（2）通带截止频率fp 其定义与放大电路的上、下限截止频率相同。通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。,滤波电路基础知识,b.高通滤波器(HPF),c.带通滤波器(BPF),滤波电路基础知识,d.带阻滤波器(BEF),e.全通滤波器(APF),4.按频率特性在截止频率fp附近形状的不同可分为 Butterworth,Chebyshev 和 Bessel等,滤波电路基础知识,理想有源滤波器的频响：,滤波器的用途,滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。,6.1.1.1 一阶RC有源滤波器,一阶RC有源滤波器的等效电路 低通滤波器 高通滤波器 一阶RC有源带通滤波器,1 一阶RC有源滤波电路,组成：简单RC滤波器、同相放大器特点：Avp 0，带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差,一.电路构成,有源滤波电路的分析方法:,1.电路图 电路的传递函数Av(s)频率特性Av(j),2.根据定义求出主要参数,3.画出电路的幅频特性,二.性能分析,一阶低通滤波电路(LPF),通带截止频率,通带电压放大倍数,传递函数,一阶LPF的幅频特性:,一阶低通滤波电路(LPF),过渡带缓慢,选频性能差,M,8.7.2.2 简单二阶 LPF,1.传递函数:,一.电路构成,组成:二阶RC网络 同相放大器,二.主要性能,通带增益：,简单二阶 LPF,2.通带截止频率:,3.幅频特性:,8.7.2.3 二阶压控电压源 LPF,二阶压控电压源一般形式,二阶压控电压源LPF,二阶压控电压源 LPF,Avp同前,分析：,上式表明，该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作。,联立求解以上三式，可得LPF的传递函数：,对节点 N,可以列出下列方程：,二阶压控电压源 LPF,二阶压控电压源LPF的幅频特性,本节要求,滤波器分类定性分析滤波器滤波器分析一般步骤,6.2 模拟乘法器及其应用,1.乘法电路,乘法器符号,集成模拟乘法器应用举例,注意：只有在vX20时电路才是负反馈,负反馈时，根据虚短、虚断概念：,1.除法运算电路,2.开方运算电路,输入电压必须小于0，否则电路将变为正反馈。,2.开方运算电路,乘法器应用,3.平方运算和正弦波倍频,如果输入信号是正弦波：,只要在电路输出端加一隔直电容，便可得到倍频输出信号,习题1,习题2,开立方运算,习题3,