模拟电子技术基础电子件教案-第6章信号的运算和处理(第五版).ppt

第六章 信号的运算和处理 §6.1 集成运放组成的运算电路 一、概述 3. 研究的问题 二、比例运算电路 T 形反馈网络反相比例运算电路 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 1. 反相求和 2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf 3. 加减运算 利用求和运算电路的分析结果 讨论一：电路如图所示 讨论二：求解图示各电路 四、积分运算电路和微分运算电路 利用积分运算的基本关系实现不同的功能 2. 微分运算电路 §6.2 模拟乘法器及其在 运算电路中的应用 讨论 §6.3 有源滤波电路 一、概述 3. 无源滤波电路和有源滤波电路 有源滤波电路 二、低通滤波器 1. 同相输入（1）一阶电路：幅频特性 （2）简单二阶LPF （3）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 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，电压放大倍数趋于零的滤波器有哪几种？ 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。 讨论二：图示电路是哪种有源滤波器？ 求解传递函数时，只需将放大倍数中的 jω用 s 取代即可； s 的方次称为阶数。 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 （1）一阶电路 1. 同相输入 经拉氏变换得传递函数： 一阶电路 为了使过渡带变窄，需采用多阶滤波器，即增加RC环节。 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 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 列P、M点的节点电流方程，整理可得： O O O 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） * 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn §6.1 集成运放组成的运算电路 §6.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 §6.3 有源滤波电路 电子信息系统 传感器接收器 隔离、滤波、放大 运算、转换、比较 功放 执行机构 第六章 第七章 第八章 信号的产生A/D转换 电子信息系统的供电电源 第九章 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 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 （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。 （1）识别电路； （2）掌握输出电压和输入电压运算关系式的求解方法。 4、学习运算电路的基本要求 电路引入了哪种组态的负反馈？ 电路的输入电阻为多少？ 3) R’＝？为什么？ Rf太大，噪声大。如何利用相对小的电阻获得－100的比例