08 信号的运算与处理电路.ppt

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1、模拟电子线路教改课程多媒体课件第八章课前导读：由运算放大器构成的信号处理电路在实际中运用十分广泛。本章将重点介绍各种基本运算电路的电路组成和工作原理，同时简单介绍滤波电路的原理和电路。模拟电路教改课程多媒体课件第八章信号的运算与处理电路8.1基本运算电路8.2实际运放电路的误差分析8.3对数和反对数运算电路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.比例运算电路电压并联负反馈由第7章可知，电路为负反馈电路。即电路处于深度负反馈条件下，虚短和虚断成立。（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无共模信号运算

2、电路输入电阻较小由于运放的增益一般有，所以输出与输入反相1.比例运算电路电压串联负反馈（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有共模信号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：4.积分电路式中，负号表示vO与vS在相位上是相反的。根据“虚短”，得根据“虚

3、断”，得即因此电容器被充电，其充电电流为设电容器C的初始电压为零，则（积分运算）当vS为阶跃电压时，有4.积分电路vO与t成线性关系5.微分电路8.2实际运放电路的误差分析共模抑制比KCMR为有限值的情况输入失调电压VIO、输入失调电流IIO不为零时的情况1.共模抑制比KCMR为有限值的情况同相比例运算电路闭环电压增益理想情况越大，误差越小。2.VIO、IIO不为零时的情况输入为零时的等效电路解得误差电压当时，可以消除偏置电流引起的误差，此时当电路为积分运算时，即换成电容C，则时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。引起的误差仍存在2.VIO、IIO不为零时的情况减小误差的方法输

4、入端加补偿电路利用运放自带的调零电路模拟电路教改课程多媒体课件8.3对数和反对数运算电路对数运算电路反对数运算电路模拟电路教改课程多媒体课件其中，IES是发射结反向饱和电流，vO是vS的对数运算。1.对数运算电路利用PN结的指数特性实现对数运算BJT的发射结有注意：vS必须大于零，电路的输出电压小于0.7伏利用虚短和虚断，电路有当时，vO是vS的反对数运算（指数运算）2.反对数运算电路利用虚短和虚断，电路有要求以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路模拟电路教改课程多媒体课件8.5有源滤波电路8.5.1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

5、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得电子装置。有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。滤波电路滤波电路传递函数定义时，有其中——模，幅频响应——相位角，相频响应时延响应为模拟电路教改课程多媒体课件2.分类低通（LPF）希望抑制50Hz的干扰信号，应选用哪种类型的滤波电路？高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）放大音频信号，应选用哪种类型的滤波电路？模拟电路教改课程多媒体课件8.5.2一阶有源滤波电路1.低通滤波电路传递函数其中特

6、征角频率故，幅频相应为模拟电路教改课程多媒体课件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模拟电路教改课程多媒体课件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。模拟电路教改课程多媒体课件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）对于滤波电路，有得滤波电路传递函数（二阶）8.5.3二阶有源滤波电路1.压控电压源低通滤波电路令称为通带增益称为特征

7、角频率称为等效品质因数则滤波电路才能稳定工作注意：用代入，可得传递函数的频率响应：8.5.3二阶有源滤波电路1.压控电压源低通滤波电路归一化的幅频响应相频响应8.5.3二阶有源滤波电路1.压控电压源低通滤波电路归一化的幅频响应波特图8.5.3二阶有源滤波电路2.压控电压源高通滤波电路将低通电路中的电容和电阻对换，便成为高通电路。传递函数归一化的幅频响应滤波电路才能稳定工作8.5.3二阶有源滤波电路2.压控电压源高通滤波电路归一化的幅频响应波特图8.5.3二