模拟电子技术---第七章 信号处理电路.ppt

《模拟电子技术---第七章 信号处理电路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第七章信号处理电路§7.1有源滤波器§7.2模拟乘法器§7.3锁相环电路1§7.1有源虑波器一、滤波器的基本概念滤波器：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。1.滤波器的分类有源滤波器：由有源器件加上R、C和L等无源器件构成的滤波器。无源滤波器：由R、C和L等无源器件构成的滤波器。应用：自动控制、仪表测量和无线电通信等领域中。☼按信号性质:模拟滤波器和数字滤波器☼按构成器件:☼按处理方法:硬件滤波器和软件滤波器2§7.1有源虑波器☼按传递函数:一阶滤波器二阶滤波器N阶滤波器:☼按频率特性

2、:低通滤波器(LPF)高通滤波器(HPF)带阻滤波器(BEF)带通滤波器(BPF)32.滤波器的用途滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。§7.1有源虑波器43.滤波器的传递函数一阶低通网络§7.1有源虑波器5一阶高通网络§7.1有源虑波器6二阶低通网络§7.1有源虑波器7高阶网络特性——n阶一般而言，实际高阶滤波电路可由若干一阶，二阶滤波电路级联而成。§7.1有源虑波器84.通滤波器的主要技术指标（1）通带增益Auf§7.1有源虑波器

3、通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数。性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。（2）通带截止频率fo与放大电路的截止频率相同。通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。9二、一阶有源滤波电路一阶低通滤波器的电路如图（a）。§7.1有源虑波器幅频特性如图（b）。图中虚线为理想的情况，实线为实际的情况。特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。10当f=0时，通带内的增益为该传递函数式的样子与一阶RC低通网络的频响表达式差不多，只是后者缺少通带增益Auf这一

4、项。当f>0时，一阶低通滤波器的传递函数如下其中§7.1有源虑波器111.二阶低通有源滤波电路为了改善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，构成简单的二阶有源滤波电路。三、二阶有源滤波电路§7.1有源虑波器12（2）传递函数设C1=C2=C（1）通带增益§7.1有源虑波器132.二阶压控型低通滤波器LPF§7.1有源虑波器二阶压控型低通有源滤波器如图所示。其中的一个电容器C1原来是接地的，现在改接到输出端。显然C1的改接不影响通带增益。14（1）传递函数上式表明，该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作。对于

5、节点U1,可以列出方程联立求解以上三式，可得LPF的传递函数§7.1有源虑波器15(2）频率响应当时，上式可以化简为定义有源滤波器的等效品质因数Q值§7.1有源虑波器由传递函数可以写出频率响应的表达式16①当时②当=3时§7.1有源虑波器Q>1，在处的电压增益将大于，幅频特性将抬高。Q=∞，有源滤波器自激。由于将接到输出端，等于在高频端给LPF加了一点正反馈，所以在高频端的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。17二阶压控型有源高通滤波器的电路图3.二阶高通有源滤波器(HPF)§7.1有源虑波器18(1)通带增益(2

6、)传递函数(3)频率响应令则可得出频响表达式§7.1有源虑波器194.二阶带通有源滤波器(BPF)带通滤波器是由低通RC环节和高通RC环节组合而成的。要将高通的下限截止频率设置的小于低通的上限截止频率。反之则为带阻滤波器。§7.1有源虑波器20(1)通带增益(2)传递函数(3)频率响应§7.1有源虑波器令得将s=jw代入，得215.二阶带阻有源滤波器(BEF)§7.1有源虑波器(1)通带增益(2)传递函数22(3)频率响应§7.1有源虑波器令得将s=jw代入，得23功能：实现两个模拟量相乘其中K为比例因子，量纲:V

7、-1符号：乘法器是又一种广泛使用的模拟集成电路，它可以实现乘、除、开方、乘方、调制以及解调等功能，广泛应用于模拟运算、通信、测控系统、电气测量和医疗仪器等许多领域。§7.2模拟乘法器24一、对数式模拟乘法器§7.2模拟乘法器(1)基于对数运算的乘法器的方框图：25§7.2模拟乘法器(2)对数式集成模拟乘法器RC4200原理图：26§7.2模拟乘法器(3)原理分析：27基本原理电路对于差动放大电路，输出电压为：二、变跨导式模拟乘法器§7.2模拟乘法器28四象限模拟乘法器§7.2模拟乘法器29§7.2模拟乘法器▲原理分

8、析：若各管的IS相等，则有：30§7.2模拟乘法器类似可得：将上式代入，得：当ux<<2UT，uy<