信号的运算与处理电路

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1、第6章信号的运算与处理电路6.1理想集成运算放大器6.2信号运算电路6.4有源滤波器6.3集成模拟乘法器6.1理想集成运算放大器1.理想集成运放的特征2.理想集成运放工作在线性区(加深度负反馈)+_因为所以反相端与同相端等电位输入电流近似为零3.理想集成运放工作在非线性区(开环或加正反馈)在这种情况下,即使输入信号很小,也会进入饱和,其输出信号幅度接近电源电压,输出电压仅有两种取值当时,当时,6.2信号运算电路一.比例运算电路1.反相比例运算电路i1=if（虚断）u+=0u－=u+=0（虚地）2.同相比例运算电路u-=u+=uii1

2、=if（虚断）电压跟随器此电路是同相比例运算的特殊情况，输入电阻大，输出电阻小。在电路中作用与分立元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。3.差动比例运算电路ui1作用ui2作用则有：(1)反相加法器：若R1=R2=Rfi1+i2=if1.加法运算电路二.加减运算电路(2)同相加法器当R1=R2=Rf=R时,2.减法运算电路1.积分电路三.积分和微分电路例:画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。tui0212345tuo0-2-4-6例2：输入方波，输出是三角波。tui0tuo02.微分电路u-=u+=01.对数电路四、对数和

3、反对数运算电路利用PN结的指数特性实现对数运算2.反对数电路五、乘除运算1.乘运算电路用对数、反对数电路实现2.除运算电路uuu对数运算X对数运算Y减法运算反对数运算lnuXuYlnuXlnYlnu-o)ln(lnlnyxuuee-==yuxu对于差放有：6.3集成模拟乘法器一.基本原理二、模拟乘法器的符号三、模拟乘法器的应用1.乘法运算立方运算电路2.平方和立方运算平方运算电路uo=KuXuYuo=K(ui)2uo=K2(ui)33.除法运算电路如果令K=R2/R1则:注意：为保证电路为负反馈，必须有：有源滤波器实际上是一种具有特

4、定频率响应的放大器。滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。6.4有源滤波电路滤波器的分类：低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）ω

5、A

6、0ωC通带阻带A0ω

7、A

8、0ωCA0阻带通带ω

9、A

10、0ωC1A0阻阻ωC2通ω

11、A

12、0ωC1A0阻ωC2通通各种滤波器理想的幅频特性：（1）低通（2）高通（3）带通（4）带阻1.一阶RC低通滤波器(无源)一.低通有源滤波器传递函数：幅频特性：截止频率：0.707H截止频率01

13、A

14、此电路的缺点：1、带负载能力差。2、无放大作用

15、。3、特性不理想，边沿不陡。2.一阶有源低通滤波器传递函数：通带增益：截止频率：幅频特性：H0.7071+Rf/R101+Rf/R1

16、A

17、-20dB/10倍频3.二阶有源低通滤波器传递函数：H0.707（1+Rf/R1）01+Rf/R1

18、A

19、截止频率：-40dB/10倍频幅频特性及幅频特性曲线传递函数：通带增益：截止频率：二.高通有源滤波器1.一阶有源高通滤波器幅频特性：缺点：阻带衰减太谩。幅频特性及幅频特性曲线01+Rf/R10.707(1+Rf/R1)L

20、A

21、2.二阶有源高通滤波器由此绘出频率响应特性曲线（2）通带增益（1

22、）幅频特性：其中：可由低通和高通串联得到低通截止频率高通截止频率必须满足三.有源带通滤波器可由低通和高通并联得到必须满足四.有源带阻滤波器本章小结1．集成运放可以构成加法、减法、积分、微分、对数和反对数等多种运算电路。在这些电路中，均存在深度负反馈。因此，运放工作在线性放大状态。这时可以使用理想运放模型对电路进行分析，“虚短”和“虚断”的概念是电路分析的有力工具。2．集成模拟乘法器是一种重要的模拟集成电路，在信号处理和频率变换方面得到了广泛的应用。集成模拟乘法器内部电路较为复杂，对生产工艺的要求也较高。熟练掌握这种器件在各种运算电路

23、中的使用方法，是要求的重点。3．有源滤波器是一种重要的信号处理电路，它可以突出有用频段的信号，衰减无用频段的信号，抑制干扰和噪声信号，达到选频和提高信噪比的目的。实际使用时，应根据具体情况选择低通、高通、带通或带阻滤波器，并确定滤波器的具体形式。