8–信号的运算和滤波.ppt

模拟电子技术基础Fundamentals of Analog Electronic 第八章 信号的运算和处理 §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 集成对数运算电路 二、实现逆运算的方法 §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 §8.3 有源滤波电路 二、低通滤波器 1.一阶电路：幅频特性 2、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 1. 反相输入低通滤波器 2、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。 四、状态变量滤波器 二阶电路的组成 讨论一 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？ 频率趋于无穷大零，电压放大倍数趋于零的滤波器有哪几种？ 讨论二：图示电路是哪种有源滤波器？ 讨论二：图示电路是哪种有源滤波器？ 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 - 四、状态变量型滤波器 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。 清华大学 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 双T网络 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 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 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？ 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？ 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 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： 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？ ＋ － ＋ ＋ － 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？ 实际电流方向 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; H