模拟信号处理

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华中科技大学机械学院第三章、模拟信号处理 本章学习内容与要求: 1.运放及运算电路   2.滤波器及参数体系 3.调制与解调(调幅) 华中科技大学机械学院 1 信号放大电路一、何谓测量放大电路?对其基本要求是什么?1、在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电 压、电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路, 亦称仪用放大电路。2、对其基本要求:①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配;②一定的放大倍数和稳定的增益;③低噪声; 华中科技大学机械学院④低的输入失调电压和输入失调电流以及低 的漂移;⑤足够的带宽和转换速率; ⑥高共模输入范围和高共模抑制比;⑦可调的闭环增益;⑧线性好、精度高;⑨成本低。3、几个重要术语 华中科技大学机械学院开环增益K闭环增益Kf差模增益Kd共模增益Kc输入失调电压u0s输入失调电流I0s零点漂移共模抑制比CMRR=差模增益Kd/共模增益Kc 华中科技大学机械学院 二、典型放大器的设计 1、反相放大器 R2 Kf= uo / ui = –R2 / R1 R3= R1 // R2 R ui 1 ∞ - uo反馈电阻R2值不能太大, +否则会产生较大的噪声及漂移, + N1一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源Ui的内阻。 R3 华中科技大学机械学院2、同相放大器 R2Kf= uo / ui = 1+R2 / R1R3= R1 // R2 RZ = K z /(1+ R / R )+R 1 ∞ i in 2 1 3 - uo →∞ + + N1同相放大器具有输入阻抗非常高,输出阻抗很低的 R3特点.广泛用于前置放大级 ui 华中科技大学机械学院3、交流放大器(a)、交流反相放大电路 R2Kf= –R2 / R1R = R ui C1 R1 ∞ 3 2 - uo + :隔直电容C1 + N1C3:旁路电容,防止振荡 C3 R3C3R3>C1R1 华中科技大学机械学院(b)同相交流放大电路 R2 :隔直电容C1 R 1 ∞R :C 的放电回路 - uo 3 1 + 必须有 C1 + N R3 ui 1zi =R3 R3使同相放大器失去高输入阻抗的特点 华中科技大学机械学院4、(交流)电压跟随电路同相放大电路的特例 R2为减小失调电流,R3= R2 ∞ - uo + C1 + N ui 1 R3 华中科技大学机械学院5、自举式高输入阻抗放大电路a)同相交流放大电路 R3 ∞ - C1 C2 + ui + uo R1 R2 华中科技大学机械学院b)交流电压跟随电路 R3 ∞ - ui C1 + + uo R1 C2 R2 5.2 信号放大电路 华中科技大学机械学院6、电荷放大器 q ? ei (Ca ? Cc ? Ci ) ? (ei ? e y )C f F + ? Kq ey ? (C ? C f ) ? KC f 华中科技大学机械学院 2 信号运算电路一、加法运算电路 华中科技大学机械学院二、减法运算电路 1、利用加法运算电路实现减法运算 华中科技大学机械学院2、用单一运算放大器实现减法运算 华中科技大学机械学院三、积分运算电路1、RC积分器(原理) 公式4.32——4.35 华中科技大学机械学院2、积分运算电路 C Ic C R UN Ii R ∞ U i U U UP o i U N N o RP a) b) R2 Rf U2 S2 C R1 S1 U 1 U N o c) 华中科技大学机械学院四、微分运算电路1、RC微分器(原理) 公式4.36——4.39 华中科技大学机械学院2、微分运算电路 R R C C1 U R C i ∞ 1 Uo Ui Uo N N 实用微分电路 基本微分电路 b) a) C R Ui Uo C N R c)高输入阻抗微
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