信号的运算与处理(许采用).ppt

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1、第8章信号的运算与处理8.1基本运算电路8.2实际运算放大器运算电路的误差分析8.3对数和反对数运算8.4模拟乘法器8.5有源滤波电路8.6开关电容滤波器第8章信号的运算与处理电路第8章信号的运算与处理电路运算放大器的两个工作区域（状态）1.运放的电压传输特性：设：电源电压±VCC=±10V。运放的AVO=104│Ui│≤1mV时，运放处于线性区。AVO越大，线性区越小，当AVO→∞时，线性区→08.1比例运算电路一.反相比例运算_++RfR1RPuiuoi1iFii-ii+虚地点i1=iF（虚断）因为有负反馈，利用虚短和虚断u+=0u－=u+=0（虚地）平衡电阻(

2、使输入端对地的静态电阻相等):RP=R1//RFf电压放大倍数:if反馈方式：电压并联负反馈二.同相比例运算放大器u-=u+=ui_++RfR1RPuiuoiFi1Au=1+RfR1i1=IF（虚断）RP=Rf//RFf1f1)因为有负反馈，利用虚短和虚断反馈方式：电压串联负反馈1.反相求和运算：_++RfR1R2ui2uoRPui1i1i2iF虚地uo=-(ui1R1Rf+ui2R2Rf)若R1=R2=R,uo=-(ui1RRf+ui2)取RP=R1//R2//Rfuo_++RFR1RPuii1+i2=iFui1R1=ui2R2+-uoRf8.2基本运算电

3、路一.加法运算电路2.同相求和运算：Au=RfR11+uo=Auu+=()(+)RfR11+R3R2+R3ui1R2R2+R3ui2取R2//R3=R1//Rf当R2=R3时,uo=()(ui1+ui2)RfR11+12R1Rf++ui1uoR2R3ui2-u+_++RfR1RPuiuo二.减法运算电路1、利用加法器vi2-vi1=vi2+(-vi1)反相器（-1）叠加定理（二）减法器2、差动减法器Vi1作用Vi2作用综合：1.积分电路三.积分和微分电路iiCui-++RRPCuouc反相积分器：如果ui=直流电压U,输出将反相积分，经过一定的时间后输出饱和。tui

4、0Utuo0-UomTM积分时限=–tURC设Uom=15V,U=+3V,R=10k,C=1F=0.05秒2.微分电路：u-=u+=0ui－++uoRR2i1iFCtui0tuo0例：,求uo。ui－++uoRR2i1iFC90°一.对数电路8.3对数和反对数运算电路利用PN结的指数特性实现对数运算其中，IES是发射结反向饱和电流，uO是ui的对数运算。BJT的发射结有注意：ui必须大于零，电路的输出电压小于0.7伏利用虚短和虚断，电路有也可利用半导体三极管实现对数运算二.反对数（指数）电路uO是ui的反对数运算（指数运算）用半导体三极管实现反对数运算电路利用虚短和

5、虚断，电路有要求以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路基本原理三.对数反对数型模拟乘法器实现框图对于差放有：8.4集成模拟乘法器一.基本原理模拟乘法器功能：实现两个模拟量相乘其中K为比例因子，量纲:V-1符号：二.模拟乘法器的应用1.相乘运算模拟相乘器立方运算电路2.平方和立方运算平方运算电路3.除法运算电路据虚断如果令K=R2/R1则工作（负反馈）条件？4.开平方运算电路)(1112OvRRKv-=v1为负值！负反馈条件？二极管作用？5.开立方运算电路有源滤波器实际上是一种具有特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

6、用信号。8.5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）有源滤波器的频响本章讨论由运放及RC元件构成的滤波器。RCR1.一阶RC低通滤波器(无源)CC传递函数幅频特性一.低通有源滤波器010.7070截止频率此电路的缺点：1、带负载能力差。2、无放大作用。3、特性不理想，边沿不陡。幅频特性、幅频特性曲线RCRRR1RFC+-+2.一阶有源低通滤波器传递函数RCRC传递函数中出现的一次项,故称为一阶滤波器幅频特性：相频特性：RR1RFC+-+幅频特性及幅频特性曲线01+RF/R10.707(1+RF/R1

7、)0传递函数RC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．对于精度要求高的运放电路，需要考虑实际运放参数的影响。由于运放的开环电压增益、输入电阻、输出电阻、共模抑制比及各种失调量等都不是理想值，它们必然要给电路带来误差。对这种电路的误差分析，应根据电路的具体情况，选择适当的运放模型。3．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