《信号的运算和滤波》PPT课件

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1、第八章信号的运算和滤波8.1集成运放组成的运算电路8.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用8.3有源滤波电路8.1集成运放组成的运算电路一、比例运算电路二、加减运算电路三、积分运算电路和微分运算电路四、对数运算电路和指数运算电路一、比例运算电路1.反相比例电路2.同相比例电路二、加减运算电路1.反相求和2.同相求和设R1∥R2∥R3∥R4＝R∥Rf3.加减运算利用求和运算电路的分析结果对输入电压的极性和幅值有何要求？四、对数运算电路和指数运算电路1.对数运算实用电路中常常采取措施消除IS对运算关系的影响利用PN结端电压与电流的关系实际极性ICM限制其值

2、集成对数运算电路热敏电阻？温度系数为正？为负？对输入电压的极性和幅值有何要求？2.指数运算电路3.乘法、除法运算电路8.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用一、模拟乘法器简介二、在运算电路中的应用一、模拟乘法器简介1.变跨导型模拟乘法器的基本原理实际电路需在多方面改进，如线性度、温度的影响、输入电压的极性等方面。理想情况下，ri1、ri2、fH为无穷大，失调电压、电流及其温漂为0，ro为0，ux、uy幅值和频率变化时k值不变。有单象限、两象限和四象限之分。2.模拟乘法器的符号及等效电路二、在运算电路中的应用2.乘方运算1.乘法运算实际的模拟乘法器k常

3、为+0.1V-1或－0.1V-1。若k=+0.1V-1，uI1=uI2=10V，则uO=10V。实现了对正弦波电压的二倍频变换为使电路引入的是负反馈，k和uI2的极性应如何？3.除法运算运算电路中集成运放必须引入负反馈！若集成运放的同相输入端与反相输入端互换，则k和uI2的极性应如何？条件：同极性为实现上式，电路中uI、uO、k的极性是什么？为什么？4.开方运算若集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电路实现其逆运算！如何实现开三次方运算电路？若要uO<0，则有何变化？若要求uI、uO均大于0，则有何变化？8.3有源滤波电路一、概述二、低通滤波

4、器三、高通、带通、带阻滤波器四、状态变量型滤波器1.滤波电路的功能使指定频段的信号顺利通过，其它频率的信号被衰减。2.滤波电路的种类低通滤波器（LPF）通带放大倍数通带截止频率下降速率理想幅频特性无过渡带一、概述用幅频特性描述滤波特性，要研究、(fP、下降速率)。高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF））全通滤波器（APF））理想滤波器的幅频特性阻容耦合通信电路抗已知频率的干扰f-φ转换空载时带负载时3.无源滤波电路和有源滤波电路负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。积分电路无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波参

5、数不随负载变化，可放大。无源滤波电路可用于高电压大电流，如直流电源中的滤波电路；有源滤波电路是信号处理电路，其输出电压和电流的大小受有源元件自身参数和供电电源的限制。有源滤波电路用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻二、低通滤波器求解传递函数时，只需将放大倍数中的jω用s取代即可；s的方次称为阶数。频率趋于0时的放大倍数为通带放大倍数决定于RC环节表明进入高频段的下降速率为－20dB/十倍频（1）一阶电路1.同相输入经拉氏变换得传递函数：一阶电路幅频特性为了使过渡带变窄，需采用多阶滤波器，即增加RC环节。（2）简单二阶LPF截止频率fp≈0.37f0分析

6、方法：电路引入了负反馈，具有“虚短”和“虚断”的特点利用节点电流法求解输出电压与输入电压的关系。C1=C2（3）压控电压源二阶LPF引入正反馈为使fp=f0，且在f=f0时幅频特性按－40dB/十倍频下降。f→0时，C1断路，正反馈断开，放大倍数为通带放大倍数。f→∞，C2短路，正反馈不起作用，放大倍数→0。因而有可能在f=f0时放大倍数等于或大于通带放大倍数。对于不同频率的信号正反馈的强弱不同。C1=C2压控电压源二阶LPF的分析列P、M点的节点电流方程，整理可得：Q值合适时，从f0开始就按－40dB/十倍频下降。OOO三、高通、带通、带阻有源滤波

7、器与LPF有对偶性，将LPF的电阻和电容互换，就可得一阶HPF、简单二阶HPF、压控电压源二阶HPF电路。2.带通滤波器（BPF）3.带阻滤波器（BEF）fH＜fLfH＞fL1.高通滤波器（HPF）讨论频率趋于零，电压放大倍数趋于通带放大倍数的滤波器有哪几种？频率趋于无穷大，电压放大倍数趋于通带放大倍数的滤波器有哪几种？频率趋于零，电压放大倍数趋于零的滤波器有哪几种？频率趋于无穷大，电压放大倍数趋于零的滤波器有哪几种？四、状态变量型滤波器要点：将比例、积分、求和等基本运算电路组合成自由设置传递函数、实现各种滤波功能的电路，称为状态变量型滤波器。通带放

8、大倍数决定于电阻组成的负反馈网络。利用“逆运算”方法。将低通环节加在负反馈通路来实现高通。f→∞时C相当于短