信号的运算和滤波.ppt

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1、模拟电子技术基础FundamentalsofAnalogElectronic第八章信号的运算和处理第八章信号的运算和处理§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、对数运算电路和指数运算电路二、实现逆运算的方法对输入电压的极性和幅值有何要求？一、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、集成运放功耗限制其值对输入电压的极性和幅值有何要求

2、？一、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、集成运放功耗限制其值集成对数运算电路热敏电阻？温度系数为正？为负？集成对数运算电路热敏电阻？温度系数为正？为负？2.指数运算电路3.乘法、除法运算电路举例：若取R1＝R2＝R3＝R4＝R，可得：二、实现逆运算的方法1.电路的结构为什么不标定＋、－？运算电路必须引入负反馈！2.例：利用积分运算实现微分运算A1的输入端极性？＋－＋＋－二、实现逆运算的方法1.电路的结构为什

3、么不标定＋、－？运算电路必须引入负反馈！2.例：利用积分运算实现微分运算A1的输入端极性？＋－＋＋－§8.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用二、在运算电路中的应用一、模拟乘法器简介理想情况下，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。1.模拟乘法器的符号及等效电路一、模拟乘法器简介2.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。(1)(2)(3)二、在运算

4、电路中的基本应用2.乘方运算1.乘法运算实际的模拟乘法器k常为+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3.除法运算运算电路中集成运放必须引入负反馈！为使电路引入的是负反馈，k和uI2的极性应如何？条件：同极性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？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

5、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？实际电流方向§8.3有源滤波电路一、概述二、低通滤波器三、高通、带通、带阻滤波器四、状态变量型滤波器(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滤波器(4)按阶数分类:一阶，二阶…高阶低通滤波器（low-pass-filter;LPF）高通滤波器（High-pass-filter;HPF）带通滤波器（Band-pass-filter;BPF）带阻滤波器（Band-elim

6、ination-filter;BEF）全通滤波器（all-pass-filter;APF）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。一、概述2.滤波电路的种类3.各种滤波电路的幅频特性低通滤波器（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转换令：则：（1）无源滤波电路

7、4.无源滤波电路和有源滤波电路此电路的缺点：1、带负载能力差。2、无放大作用。3、特性不理想，边沿不陡。空载时带负载时负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。（2）有源滤波电路用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻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。4.教学基本要求：电路的识别，幅频特性的分析计算二、低通滤波器频率趋于0时

8、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。经拉氏变换得传递函数：一阶电路1.一阶电路：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、压控电压源二阶LPF引入正反馈要求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。对于不同频率的信号