模电课件第七章基本运算电路.ppt

作 业 7.6（b,d） 7.8 7.10 7.11 模拟乘法器 运算电路：比例、加法、减法、积分、微分、对数、反对数、乘法，等等。 以上电路特点：由运放构成，输入输出间有负反馈，且工作在线性区。 信号处理方面的电路常见有：信号滤波、信号采样保持、信号比较等。 7—3 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 7.3.1 模拟乘法器简介 uX uY uO + + + - - - ri2 ri1 ro ?uX ?uY ?uO k?uX ?uY 理想模拟乘法器应具备如下条件： （1） ri1和ri2为无穷大； （2） ro为零； （3） k值不随信号幅值而变化，且不随频率而变化； （4）当uX或uY为零时uO为零，电路没有失调电压、电流和噪声。 7.3.3 模拟乘法器在运算电路中的应用 1、乘方运算 uI uO=kuI2 A － ＋ uI1 uo i2 R2 i1 R1 uI2 u’O R2 + - - 2、除法运算电路 在运算电路中，必须保证电路引 入的是负反馈，才能正常工作。 乘法运算电路做集成运放的反馈环节，可实现除法运算。 A － ＋ uI uo i2 R2 i1 R1 u’O R2 + （uo0, uI0,k0） 3、开方运算电路 乘方运算电路做集成运放的反馈环节，可实现开方运算。 7—4　有源滤波电路 7.4.1 滤波电路的基础知识 对信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路。使特定频率范 围的信号顺利通过，而阻止其他频率信号通过。是一种选频电路。 例如，有一个较低频率的信号，其包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如下图所示。 传递函数： 幅频特性（幅频响应） 相频特性（相频响应） 滤 波 器 传递函数的定义 通常用幅频响应表征一个滤波电路的特性。 通带：能够通过的信号频率范围。 阻带：受阻或衰减的信号频率范围。 截止频率：通带和阻带的信号频率。 对于幅频响应: 按通带和阻带的相互位置不同，滤波电路可分 为以下几类：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。 按信号性质分类 按电路功能分类: 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） 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 按阶数分类: 一阶，二阶 … 高阶 1、滤波电路的种类 低通 高通 四种典型的频率特性 ? 作用：用于信号处于低频或直流，且需削弱高次谐波或频率较高的干扰和噪声的场合。 带宽BH＝ 作用：用于信号处于高频且需削弱低频或直流的场合。 带宽BH理论上为无穷大，但实际上因受有源器件带宽的限制，高通滤波电路的带宽也是有限的。 ? 带通 带阻 ? 作用：用于突出有用频段的信号，削弱其余频段的信号或干扰和噪声的场合。 带宽BH＝ － ? 作用：抑制某一频段的干扰。 各种滤波电路的实际频响特性与理想情况是有差别的，设计者的任务是力求向理想特性逼近。 2、滤波器的幅频特性 0 f fp 通带 过度带 阻带 3、无源滤波电路和有源滤波电路 概念１：若滤波电路仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成， 概念2：若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管 Aup 通带放大倍数。 频率等于零时，输出电压与输入电压的比值 则称为无源滤波电路。 、单极型管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路。 4、无源滤波器的缺点（以一阶滤波器为例） 传递函数： R C R 1. 带负载能力差。 2. 无放大作用。 3. 特性不理想，边沿不陡。 截止频率处： 0 1 ? 0.707 ?o 截止频率 此电路的缺点： 将两级一阶低通滤波器串接 ？ ? 各级互相影响！ R C R C R 5、有源滤波器的优点： 1. 不使用电感元件，体积小重量轻。 2. 有源滤波电路中可加电压串联负反馈，使输入电阻高、输出电阻低，输入输出之间具有良好的隔离。只需把几个低阶滤波电路串起来就可构成高阶滤波电路，无需考虑级间影响。 3. 除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易调节。 6、有源滤波器的缺点： 1. 不宜用于高频（集成运放的带宽有限）。 2. 不宜在高电压、大电流情况下使用。 3.使用时需外接直流电源。 传递函数中出现? 的一次项，故称为一阶滤波器。 R R1 RF C + - + 7.4.2 一阶有源滤波电路 1. 低通滤波电路 幅频特性： 实际曲线接近理想曲线的方法：提高滤波器阶数。传递函数中出现? 的一次项，称为一阶滤波器；出现? 的二次项，称为二阶滤波器。依此类推。 有放大作用 3. 运放输出，