课题九 运放在信号处理及波形方面的应用.ppt

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1、课题9:运放在信号处理及波形产生方面的应用对应教材章节:16.3运算放大器在信号处理方面的应用16.4运算放大器在波形产生方面的应用16.5使用运放应注意的几个问题16.3运放在信号处理方面的应用16.3.1有源滤波器滤波器：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。滤波电路分类高通滤波（HPF）低通滤波（LPF）带阻滤波（BEF）带通滤波（BPF）全通滤波（APF）低通滤波上限频率高通滤波下限频率带通滤波中心频率带阻滤波中心频率全通滤波1.有源低通滤波器uiuo

2、RFuCCR++–R1+–++––设输入为正弦波信号,则有故：若频率为变量，则电路的传递函数其模为幅频特性0

3、Auf0

4、

5、T(j)

6、O当>0时，

7、T(j)

8、衰减很快显然，电路能使低于0的信号顺利通过，衰减很小，而使高于0的信号不易通过，衰减很大，称一阶有源低通滤波器。为了改善滤波效果，使>0时信号衰减得更快些，常将两节RC滤波环节串接起来，组成二阶有源低通滤波器。uoRFCR++–R1+–ui+–RC一阶二阶幅频特性0

9、Auf0

10、

11、T(j)

12、O2.有源高通滤波器uiuoRFCR++–R1+

13、–+–设输入为正弦波信号，则有故：可见，电路使频率大于0的信号通过，而小于0的信号被阻止，称为有源高通滤波器。若频率为变量，则电路的传递函数其模为幅频特性0

14、Auf0

15、

16、T(j)

17、O模拟开关模拟输入信号1.电路16.3.2采样保持电路SuC+–ui+–uo+–++–采样保持电路，多用于模-数转换电路（A/D）之前。由于A/D转换需要一定的时间，所以在进行A/D转换前必须对模拟量进行瞬间采样，并把采样值保存一段时间，以满足A/D转换电路的需要。用于数字电路、计算机控制及程序控制等装置中。采样存储电容控制信号电压跟随

18、器2.工作原理16.3.2采样保持电路1.电路采样阶段：uG为高电平，S闭合(场效应管导通)，ui对存储电容C充电，uo=uC=ui。保持阶段：uG为0，S断开(场效应管截止)，输出保持该阶段开始瞬间的值不变。采样脉冲uitouGto采样速度愈高，愈接近模拟信号的变化情况。SuC+–ui+–uo+–++–16.3.3电压比较器电压比较器的功能：电压比较器用来比较输入信号与参考电压的大小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来判断输入信号的大小和极性。用途：数模转换、数字仪表、自动

19、控制和自动检测等技术领域，以及波形产生及变换等场合。运放工作在饱和区（开环状态或引入正反馈）。理想运放工作在饱和区的特点：1.输出只有两种可能+Uo(sat)或–Uo(sat)当u+>u－时，uo=+Uo(sat)u+

20、R1+–++––当u+>u–时，uo=+Uo(sat)u+UR时，uo=–Uo(sat)可见，在ui=UR处输出电压uo发生跃变。参考电压uitOUROuot+Uo(sat)–Uo(sat)t1t2（1）单限电压比较器：当ui单方向变化时，uo只变化一次。URuouiR2++–R1+–++––电压传输特性–Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOURui>UR，uo=+Uo(sat)ui

21、–++––uiuoURR2++–R1+–++–––Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOUR输入信号接在反相端输入信号接在同相端电压传输特性–Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOURURuouiR2++–R1+–++––uiuoURR2++–R1+–++––Ot+Uo(sat)–Uo(sat)uo输入信号接在反相端输入信号接在同相端uitOUROuot+Uo(sat)–Uo(sat)t1t2（2）输出带限幅的电压比较器设稳压管的稳定电压为UZ，忽略稳压管的正向导通压降则uiUR，uo=–

22、UZUZ–UZuo'RDZURuouiR2++–R1+–++––电压传输特性–Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOURuiUR时，uo'=–Uo(sat)（3）过零电压比较器利用电压比较器将正弦波变为方波URuou