信号运算与处理电路.ppt

8 信号的运算与处理电路,8.1 基本运算电路,8.3 对数和反对数运算电路,8.2 实际运放电路的误差分析,8.4 模拟乘法器,8.5 有源滤波电路,8.1 基本运算电路,比例运算电路,积分电路,微分电路,减法电路,加法电路,为提高精度，一般取,1.比例运算电路,（1）反相比例运算电路,利用虚短和虚断得,运算放大器输入端共模信号很小 运算电路输入电阻较小,输出与输入反相,1.比例运算电路,（2）同相比例运算电路,利用虚短和虚断得,运算放大器输入端共模信号较大 运算电路输入电阻很大,输出与输入同相,电压跟随器,2.加法电路,根据虚短、虚断和N点的KCL得：,若,则有,（加法运算）,输出再接一级反相电路,可得,3.减法电路,第一级反相比例,第二级反相加法,（1）利用反相信号求和以实现减法运算,即,当 时,得,（减法运算）,从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。,（2）利用差分式电路以实现减法运算,当,则,若继续有,则,根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：,例,电路如图所示，求电压增益表达式,解：,A1、A2为电压跟随器，所以,利用虚短、虚断有,解得,4.积分电路,根据“虚短”、“虚断”，得,因此,电容器被充电，其充电电流为,设电容器C的初始电压为零，则,当vS为阶跃电压时，有,vO与 t 成线性关系,Vom,o,o,t,5.微分电路,当vs为阶跃函数时 vo如下,t,（输出与输入反向，并为微分关系）,R,o,t,C,8.2 实际运放电路的误差分析,（自学）,8.3 对数和反对数运算电路,对数运算电路,反对数运算电路,利用对数和反对数运算电路 实现乘法和除法电路,8.5 有源滤波电路,基本概念及初步定义,8.5.2 一阶有源滤波电路,高通滤波,低通滤波,基本概念,分类,8.5.3 二阶有源滤波电路,高通滤波,低通滤波,带通滤波,带阻滤波,带阻滤波,带通滤波,8.5.1 基本概念及初步定义,1.基本概念,滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。,有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。,滤波电路传递函数定义,时，有,其中,模与频率的关系，幅频响应,相位角与频率的关系，相频响应,2.分类,Low Pass Filter,High Pass Filter,Band Pass Filter,Low Elimination Filter,All Pass Filter,一般LPF可作为直流电源整流后的滤波电路，以便得到平滑的直流电压，而HPF可作为交流放大电路的耦合电路，隔离直流成分，削弱低频信号，只放大频率高的信号。,A,o,通常BFP用于载波通信或弱信号提取等场合，以提高信噪比；而BEF用于在已知干扰或噪声的频率情况下，阻止其通过。,8.5.2 一阶有源滤波电路,1.低通滤波电路,传递函数（b图）,其中,故，幅频响应为,8.5.2 一阶有源滤波电路,2.高通滤波电路,可由低通和高通串联得到,必须满足,3.带通滤波电路,低通特征角频率,高通特征角频率,8.5.2 一阶有源滤波电路,4.带阻滤波电路,可由低通和高通并联得到,必须满足,一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢（-20dB/十倍频程），与理想情况相差较远。一般用在对滤波要求不高的场合。若希望提高电路的选频特性，可采用二阶、三阶或更高阶滤波电路。,过渡带愈窄，选频性愈好，滤波特性愈理想。,8.5.3 二阶有源滤波电路,1.压控电压源低通滤波电路,压控电压源电路（VCVS）,得滤波电路传递函数,（二阶）,思考题,0,作业,7.4、7.5、7.6(c)(d)、7.8、7.9、7.107.11、7.12、7.13、7.14、7.15、7.16,仿真练习,(7)滤波器设计实验,设计一个有源陷波电路：中心频率50Hz处增益-40dB 5Hz截至频率处增益-3dB,