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第八章 信号的运算和滤波 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 3. 加减运算 利用求和运算电路的分析结果 四、对数运算电路和指数运算电路 集成对数运算电路 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 一、概述 3. 无源滤波电路和有源滤波电路 有源滤波电路 二、低通滤波器 幅频特性 （2）简单二阶LPF （3）压控电压源二阶LPF 压控电压源二阶LPF的分析 三、高通、带通、带阻有源滤波器 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。 通带放大倍数决定于电阻组成的负反馈网络。 利用“逆运算”方法。 二阶状态变量滤波器的组成 运算电路与有源滤波器的比较 相同之处 电路中均引入深度负反馈，因而集成运放均工作在线性区。 均具有“虚短”和“虚断”的特点，均可用节点电流法求解电路。 不同之处 运算电路研究的是时域问题，有源滤波电路研究的是频域问题；测试时，前者是在输入信号频率不变或直流信号下测量输出电压与输入电压有效值或幅值的关系，后者是在输入电压幅值不变的情况下测量输出电压幅值与输入电压频率的关系。 运算电路用运算关系式描述输出电压与输入电压的关系，有源滤波器用电压放大倍数的幅频特性描述滤波特性。 * 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 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 1. 反相比例电路 2. 同相比例电路 1. 反相求和 2. 同相求和  设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 对输入电压的极性和幅值有何要求？ 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 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 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uO0，则有何变化？ 若要求uI、 uO均大于0，则有何变化？ 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. 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 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 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。 用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻 求解传递函数时，只需将放大倍数中的 jω用 s