[农学]09_7信号运算和处理.ppt

第七章 信号的运算和处理 7.1.3 本章研究的问题 3.无源滤波电路 4.有源滤波电路 5.同相输入一阶电路 一阶电路：幅频特性 7.2.5 乘法和除法运算电路 乘法原理：两个对数相加，求其指数，可以得到两数相乘。 除法原理：两个对数相减，求其指数，可以得到两数相除。 uI2 7.2.6 模拟乘法器的基本应用 2. 乘方运算 1. 乘法运算 实际模拟乘法器k为+0.1V-1或－0.1V-1 若k= +0.1V-1，uI1 =uI2=10V，则 uO=10V 实现了正弦波 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 若集成运放的同相端与反相端互换，则k和uI2极性应如何？ 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，如除法运算电路、开方运算电路。 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、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器 7.3有源滤波电路 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF）） 理想滤波器的幅频特性 低通滤波器（LPF） 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) 滤波器幅频特性的研究 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。 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，不能输出高电压大电流。 用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻 对于LPF：频率趋于0时的放大倍数即为通带放大倍数。 求解传递函数时，只需将放大倍数中的 jω用 s 取代即可。 一阶LPF 经拉氏变换得传递函数 频率趋于0时的放大倍数为通带放大倍数 决定于RC环节 表明进入高频段的下降速率为 －20dB/十倍频 为了使过渡带变窄，需采用多阶滤波器，即增加RC环节。在Au(s)表达式分母中s的方次就是滤波器的阶数。 6.简单二阶低通滤波电路 令s=j?c，f0=1/2?RC 压控电压源高通滤波器 7.其他滤波电路 压控电压源低通滤波器 压控电压源二阶带通滤波电路 高通滤波器 低通滤波器 有源带阻滤波电路 * 7.1 概述 7.2 基本运算电路 7.3 有源滤波电路 重点：掌握比例、加减、积分电路、乘法、有源滤波器的工作原理和运算关系；熟练运用虚短、虚断概念分析运算电路。 7.1.1 电子信息系统的组成 7.1 概述 传感器接收器 隔离、滤波放大、阻抗变换 运算、转换、比较 功率放大A/D转换 第七章 第八章 第九章 电子信息系统的供电电源 第十章 信号的提取：通过各种传感器、接受器等采集物理信号。 信号的处理：进行隔离、滤波、阻抗变换、放大等，实现信号的分离与放大。 信号的加工：对信号进行运算、转换、比较、取样等。 信号的执行：对信号进行功率放大，送各种执行机构。 7.1.2 理想运放的两个工作区 一、理想运放的性能指标（参考教材P280） 二、理想运放的线性工作区（参考教材P280） 1. 理想运放工作在线性工作区的特点 虚短（虚短路）：同相输入端与反相输入端电压相等，净输入电压为零。 虚断（虚断路）：两输入端的净输入电流为另。 2. 理想运放工作在线性工作区的条件 电路引入负反馈，运放闭环工作 三、理想运放的非线性工作区（参考教材P281） 2. 理想运放工作在非线性工作区的条件 运放处于开环状态或引入正反馈。 1. 理想运放工作在非线性工作区的特点： （1）输出电压只有两种情况： 当uP uN时，uO = + UOM ；当uP uN时，uO = – UOM （2）净输入电流为另。 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，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：理想运放“虚短”和“虚断” 概念。 4.学习运算电路的基本要求：识别电路，求解运算关系式。 电路特点：输入电压为自变量，输出电压为函数，输出电压反映输入电压某种运算关系。 运算关系主要有：比例、加减、积分、微分、对数、指数等。 7.2 基本运算电路 7.2.1 比例运算电路 一、反相比例运算电路 电路结构：引入电压并联负反馈； 输出电阻小； 输入电阻小； 补偿电阻R’ = R // Rf 运算关系： 比例系数：可以是大于、等于和小于1的任何值。 二、同相比例运算电路 电路特点：输