第6章信号的运算和处理.ppt

实际滤波器与理想滤波器的幅频特性有较大的差异，主要表现在： 1、通带和阻带分界线不是垂直于横轴，而是有一定斜率变化的斜线； 2、通带内，幅频特性曲线并不是平行于横轴的水平线。 Aup是通带 放大倍数。 Aup的0.707倍对 应的频率称为通 带截止频率。 实际滤波器存在 过渡带，过渡带 越窄越接近理想， 滤波效果越好。 分析滤波器的主要任务就是：确定 通带放大倍数Aup和通带截止频率。 2. RC低通滤波电路 RC低通滤波电路如下图（a）所示。当信号频率趋近于零时，电容的容抗趋于无穷大，通带放大倍数为 Aup =Uo/Ui =1 当电路不带负载RL时，电压放大倍数的一般表达式为 令 则 其幅频特性为 通带截止 频率为fp 显然电路主要存在如下问题: (1) 电路的增益小, 最大仅为1。 (2) 带负载能力差。 如在无源滤波电路的输出端接一负载电阻RL, 如图6-47 (a)虚线所示, 则其截止频率和放大倍数均随RL而变化。 3. RC高通滤波电路 RC高通滤波电路如图6-49（a）所示。当信号频率趋近于无穷大时，电容的容抗趋于0，通带放大倍数为 Aup =Uo/Ui =1 当电路不带负载RL时，电压放大倍数的一般表达式为 式中截止频率fP为 4．有源滤波电路 无源滤波电路的缺点是负载变化时对频率特性影响太大。 在无源滤波电路和负载之间加一个高输入电阻、低输出电阻的线性工作状态下的集成运放，例如，加一电压跟随器，如图。 电压跟随器电压放大倍数等于1，输入电阻为∞，输出电阻为0。因此，RL变化时，其电压放大倍数和频率特性都不会发生变化。 一阶低通电路 运放构成的电压跟随器 6.5.2 有源低通滤波器 本节以无源滤波器和集成运放组成有源低通滤波电路为基础，讨论电路组成、原理及分析方法。 按输入信号引入到集成运放不同输入端分，又可分同相输入低通滤波电路和反相输入低通滤波电路。 1. 同相输入低通滤波电路 （1） 一阶低通滤波电路 （2） 基本二阶低通滤波电路 二阶低通电路 化简后，可求得： fp≈0.37 fo （3） 压控电压源二阶低通滤波电路 二阶低通电路 引入正反馈 频率很低，C1的容抗很大、正反馈可忽略；频率很高，C2的容抗很小，正反馈可忽略；适当选择R和C1= C2= C，在f=fo附近引入合适正反馈使电压放大倍数值增大。 Q为等效品质因数，物理意义是：当f= fo时电压放大倍数与通带放大倍数之比。 选择合适的Q值可 使通带内的放大倍数变 化比较小 2. 反相输入低通滤波电路 反相输入一阶低通滤波电路如图所示 令信号频率等于零 可得通带放大倍数为 Aup =- Rf / R1 虚地 6.5.3 其它有源滤波电路 1. 有源高通滤波电路 高通滤波电路与低通滤波电路在电路 结构上和频率特性上是完全对偶的。这里就不重复描述了。 2. 有源带通滤波电路 带通滤波电路由低通和高通滤波电路串联组成，要求低通电路的截止频率fP1高于高通电路的截止频率fP2，通频带为（fP1- fP2） 压控电压源二阶带通滤波电路如图 所示。图中R1、C1为低通滤波电路、 R2、C2为高通滤波电路，只要低通电路fP1高于高通电路的fP2，两者串联组成带通滤波电路。 一阶低通电路 一阶高通电路 3. 有源带阻滤波电路 带阻滤波电路由低通和高通滤波电路并联组成，要求低通电路的截止频率fP1低于高通电路的截止频率fP2，通频带为（fP2- fP1） 利用低通和高通滤波电路并联构成无源带阻滤波电路，然后再与比例运算路组成有源带阻滤波电路。常用的有源带阻滤波电路如图所示。 二阶低通电路 二阶高通电路 返回 信号的运算和处理 集成运放电路应用基础 常用基本运算电路 运算电路的设计 设计原则 比例运算电路 加、减法运算电路 微分与积分 对数与指数 运算电路设计 模拟乘法器及其应用 有源滤波电路 变跨导型模拟乘法器 模拟乘法器在运算电路中的应用 乘方运算 除法运算 立方根运算 平方根运算 有源低通滤波器 基础知识 同相输入低通滤波电路 反相输入低通滤波电路 其他有源滤波电路 第6章 信号的运算和处理 开关电容滤波电路 集成运放电路工作状态及特点 从电路工作状态划分，集成运放电路分： 线性和非线性应用两个方面： 线性应用：信号数学运算、信号放大、有源滤波等(本章讨论的内容)。线性应用时集成运放电路工作在深