7–信号的运算和处理.ppt

1. 同相输入（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）简单二阶LPF 截止频率 fp ≈ 0.37f0 分析方法：电路引入了负反馈，具有“虚短”和“虚断”的特点利用节点电流法求解输出电压与输入电压的关系。 C1=C2 * （3）压控电压源二阶LPF 引入正反馈 为使 fp=f0，且在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 。 因而有可能在f = f 0时放大倍数等于或大于通带放大倍数。对于不同频率的信号正反馈的强弱不同。 C1=C2 * 压控电压源二阶LPF的分析 列P、M点的节点电流方程，整理可得： * 2. 反相输入低通滤波器 积分运算电路的电压放大倍数为 加R2后 需有电阻构成的负反馈网络来确定通带放大倍数。 1 2 lg 20 R R - * O O O 三、高通、带通、带阻有源滤波器 与LPF有对偶性，将LPF的电阻和电容互换，就可得一阶HPF、简单二阶HPF、压控电压源二阶HPF电路。 2. 带通滤波器（BPF） 3. 带阻滤波器（BEF） fH＜fL fH＞fL 1. 高通滤波器（HPF） * 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。 将低通环节加在负反馈通路来实现高通。 f→ ∞时C 相当于短路，A2输出电压→0，电路开环， A1输出电压→±UOM，工作到非线性区；需引入负反馈决定通带放大倍数。 * 二阶状态变量滤波器的组成 通带放大倍数决定一个电阻组成的负反馈网络。 * 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。 * * * * * * * 第七章 信号的运算和处理 * §7.1 集成运放组成的运算电路 §7.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 §7.3 有源滤波电路 * §7.1 集成运放组成的运算电路 一、概述 二、比例运算电路 三、加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路 五、对数运算电路和指数运算电路 * 一、概述 Aod、 rid 、fH 均为无穷大，ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。 因为uO为有限值， Aod＝∞，所以 uN－uP＝0，即 uN＝uP…………虚短路 因为rid＝∞，所以 iN＝iP＝0………虚断路 电路特征：引入电压负反馈。 无源网络 2. 集成运放的线性工作区: uO＝Aod(uP－ uN) 1. 理想运放的参数特点 * 3. 研究的问题 （1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果，如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。 （2）描述方法：运算关系式 uO＝f (uI) （3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。 * 二、比例运算电路 + _ iN=iP=0， uN=uP=0－－虚地 在节点N： 1. 反相输入 * T 形反馈网络反相比例运算电路 利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。 * 2. 同相输入 * 同相输入比例运算电路的特例：电压跟随器 * 三、加减运算电路 节点电流法 1. 反相求和 * 利用叠加原理 2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 利用叠加原理求解： 令uI2= uI3=0，求uI1单独作用时的输出电压 在求解运算电路时，应选择合适的方法，使运算结果简单明了，易于计算。 同理可得， uI2、 uI3单独作用时的uO2、 uO3，形式与uO1相同， uO =uO1+uO2+uO3 。 物理意义清楚，计算麻烦！ * 2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 与反相求和运算电路的结果差一负号 必不可少吗？ * 3. 加减运算 利用求和运算电路的分析结果 设 R1∥