模拟电路第四版第7章信号的运算和处理

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1、第七章信号的运算和处理第一节基本运算电路第三节有源滤波电路重点掌握：理想运放的基本运算电路的分析方法。17.1.1理想集成运放的特点和工作特性一、理想集成运放的性能指标实际集成运放的特性很接近理想集成运放，我们仅仅在进行误差分析时，才考虑理想化后造成的影响，一般工程计算其影响可以忽略。开环差模增益：差模输入电阻：输出电阻：共模抑制比：上限截止频率：失调电压、失调电流及其温漂：均为0，无噪声。7.1基本运算电路2二、理想集成运放工作于线性区“虚短”：运放的同相输入端和反相输入端的电位“无穷”接近，好象短路一样，但却不是真正的短路。“虚断”：运放的同相输入端和反

2、相输入端的电流趋于0，好象断路一样，但却不是真正的断路。3理想运放工作于线性区，因其放大倍数趋于无穷大，所以在输入端只要加一个无穷小的电压，其输出就会超出其线性工作区，因此，只有电路引入负反馈，才能使其工作于线性区。三、理想集成运放工作于非线性区电路中没有引入负反馈或引入的是正反馈，理想运放工作于非线性区。因其放大倍数趋于无穷大，所以输出电压只有两种可能：47.1.2.比例运算电路为了保持运放差放输入级的对称性，同相输入端的电阻R´为uI=0时反相输入端的等效电阻：R´=R//Rf。对于理想的集成动放，虚短和虚断成立。（1）反相比例运算电路电路的输入电阻为R

3、，为了保证较大的比例系数以及工艺等原因,R不能太大5T型网络反相比例运算电路当R3=∞时06（2）同相比例运算电路特点：输入电阻大，输出电阻小（3）电压跟随器：将输出电压全部反馈到反相输入端uIuouo7例：如图，已知uO=－55uI，求R5的值。解：A1构成同相比例运算电路A2构成反相比例运算电路8反相求和运算电路：一、求和运算电路7.1.3.加减运算电路作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要9同相求和运算电路：10二、加减运算电路11缺点：电阻的选取与调整不方便，输入电阻小。可采用两级电路形式

4、：右图称为差分比例运算电路12第一级为同相比例运算电路利用叠加原理，第二级电路的输出令R1=Rf2，Rf1=R3，则13例：设计一个运算电路，要求uO=10uI1－5uI2－4uI3解：由题意，采用如图电路形式实现147.1.4.积分运算电路和微分运算电路Rf：防止低频时增益过大15应用举例２：tui0tuo0输入阶跃信号应用举例１：uI为常量时，求t1到t2的积分输出是斜线，经过一定时间后饱和tui0tuo0输入方波输出是三角波输入正弦波输出余弦波超前90°-Uom应用举例3：1617t0uo若输入：则：应用举例１：输入方波，输出是尖顶波应用举例2：输入正

5、弦波输出余弦波滞后90°uit0187.1.5对数运算电路和指数运算电路一、对数运算电路1、采用二极管的对数运算电路192、利用三极管的对数运算电路20二、指数运算电路217.1.6利用对数和指数运算电路实现乘法运算电路和除法运算电路227.3.1.滤波电路的基础知识7.3有源滤波电路一、滤波电路的种类滤波器：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。LPF：低通滤波器HPF：高通滤波器BPF：带通滤波器BEF：带阻滤波器APF：全通滤波器1.按信号性质分类3.按电路功能分类:2.按所用元件分类模拟滤波器和数字滤波器无源滤波器和有源

6、滤波器4.按阶数分类:一阶，二阶…高阶23低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）24二、滤波器的幅频特性过渡带越窄，频率特性越陡，越接近理想滤波器的特性，电路的选择性越好，滤波特性越好。抑制50Hz的干扰信号应选用哪种类型的滤波电路？放大音频信号应选用哪种类型的滤波电路？通带电压增益通带截止频率251、无源低通滤波器：由无源器件（R、L、C）构成。三、无源滤波电路和有源滤波电路求图示RC低通滤波器在带负载和不带负载情况下放大倍数的频率特性表达式，并画出其幅频特性波特图。不带负载时：26低通电路的幅频特性曲线和相频特性

7、曲线过渡带的斜率为-20dB/十倍频程27带负载时：通带电压增益数值减小、通带截止频率升高，都随负载而变化。28无源滤波电路缺点:1．带载能力很差，当负载变化时，其放大倍数减小，上限截止频率增大；２．特性不理想，边沿不陡。电路的幅频特性波特图在无源滤波电路和负载间加一个高输入电阻，低输出电阻的隔离电路→电压跟随器，就构成了有源滤波电路。2、有源低通滤波电路29传递函数：滤波器输出量与输入量之比滤波器四、有源滤波电路的传递函数30传递函数中出现的一次项，故称为一阶滤波器。7.3.2.低通滤波器一、同相输入低通滤波器一阶电路31电路的优点：１．有放大作用２．运

8、放输出，带负载能力强电路的缺点：特性不理想，边沿不陡