8信号运算和处理电路.ppt

仿真练习 * 8 信号的运算与处理电路 8.1 基本运算电路 8.3 对数和反对数运算电路 8.2 实际运放电路的误差分析 8.4 模拟乘法器 8.5 有源滤波电路 8.1 基本运算电路 ? 比例运算电路 ? 积分电路 ? 微分电路 ? 减法电路 ? 加法电路 为提高精度，一般取 1. 比例运算电路 （1）反相比例运算电路 利用虚短和虚断得 运算放大器输入端共模信号很小 运算电路输入电阻较小 输出与输入反相 1. 比例运算电路 （2）同相比例运算电路 利用虚短和虚断得 运算放大器输入端共模信号较大 运算电路输入电阻很大 输出与输入同相 电压跟随器 2. 加法电路 根据虚短、虚断和N点的KCL得： 若 则有 （加法运算） 输出再接一级反相电路 可得 3. 减法电路 第一级反相比例 第二级反相加法 （1）利用反相信号求和以实现减法运算 即 当 时 得 （减法运算） 从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。 （2）利用差分式电路以实现减法运算 当 则 若继续有 则 根据虚短、虚断和N、P点的KCL得： 例 电路如图所示，求电压增益表达式 解： A1、A2为电压跟随器，所以 利用虚短、虚断有 及 解得 4. 积分电路 根据“虚短”、 “虚断” ，得 因此 电容器被充电，其充电电流为 设电容器C的初始电压为零，则 R + i1 i2 vs v0 当vS为阶跃电压时，有 vO与 t 成线性关系 t vs Vs ------ v0 ------ Vom o o t 5. 微分电路 + i1 i2 vs v0 当vs为阶跃函数时 vo如下 vs Vs o 输入 －vo 输出 t （输出与输入反向，并为微分关系） R o t C 8.2 实际运放电路的误差分析 （自学） 8.3 对数和反对数运算电路 ? 对数运算电路 ? 反对数运算电路 利用对数和反对数运算电路 实现乘法和除法电路 8.5 有源滤波电路 8.5.1 基本概念及初步定义 8.5.2 一阶有源滤波电路 高通滤波 低通滤波 基本概念 分类 8.5.3 二阶有源滤波电路 高通滤波 低通滤波 带通滤波 带阻滤波 带阻滤波 带通滤波 8.5.1 基本概念及初步定义 1. 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 用频率信号的电子装置。 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。 滤波电路 滤波电路传递函数定义 时，有 其中 —— 模与频率的关系，幅频响应 —— 相位角与频率的关系，相频响应 2 . 分类 通带 阻带 阻带 通带 通带 通带 阻带 阻带 通带 阻带 通带 低通滤波器 （LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） 全通滤波器（APF） Low Pass Filter High Pass Filter Band Pass Filter Low Elimination Filter All Pass Filter 一般LPF可作为直流电源整流后的滤波电路，以便得到平滑的直流电压，而HPF可作为交流放大电路的耦合电路，隔离直流成分，削弱低频信号，只放大频率高的信号。 A o 通常BFP用于载波通信或弱信号提取等场合，以提高信噪比；而BEF用于在已知干扰或噪声的频率情况下，阻止其通过。 8.5.2 一阶有源滤波电路 1. 低通滤波电路 传递函数（b图） 其中 故，幅频响应为 8.5.2 一阶有源滤波电路 2. 高通滤波电路 可由低通和高通串联得到 必须满足 3. 带通滤波电路 低通特征角频率 高通特征角频率 8.5.2 一阶有源滤波电路 4. 带阻滤波电路 可由低通和高通并联得到 必须满足 一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢（-20dB/十倍频程），与理想情况相差较远。一般用在对滤波要求不高的场合。若希望提高电路的选频特性，可采用二阶、三阶或更高阶滤波电路。 通带 阻带 过渡带 实际低通滤波器 过渡带愈窄，选频性愈好，滤波特性愈理想。 8.5.3 二阶有源滤波电路 1. 压控电压源低通滤波电路 压控电压源电路（VCVS） 对于滤波电路，有 得滤波电路传递函数 （二阶） 思考题　　　　 0 作业　　　　 7.4、7.5、7.6(c)(d)、7.8、7.9、7.10 7.11、7.12、7.13、7.14、7.15、7.16 (7) 滤波器设计实验 设计一个有源陷波电路： 中心频率50Hz处增益-40dB ±5Hz截至频率处增益-3d