第9-1章 信號(hào)處理電路

1、(5-1) 第九章第九章 線性處理器線性處理器低頻電子線路低頻電子線路(5-2) 第九章第九章 線性處理器線性處理器9.1 運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn)運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn)9.2 信號(hào)的運(yùn)算電路信號(hào)的運(yùn)算電路9.3 有源濾波器有源濾波器9.4 電壓源、電流源與電壓、電電壓源、電流源與電壓、電流、電阻的測(cè)量流、電阻的測(cè)量(5-3)uiuo+UOM-UOMAo越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須越大，運(yùn)放的線性范圍越小，必須在在輸出與輸入之輸出與輸入之間間加負(fù)反饋加負(fù)反饋才能使其擴(kuò)大輸入信號(hào)的線性范圍。才能使其擴(kuò)大輸入信號(hào)的線性范圍。uiuo_+AoCoOMEuUmax例：若例：若UOM=12V，Ao=

2、106， 則則|ui|12 V時(shí)，運(yùn)放時(shí)，運(yùn)放 處于線性區(qū)。處于線性區(qū)。線性放大區(qū)線性放大區(qū)9.1 運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn)運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn)(5-4)由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，高，輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱其所謂的稱其所謂的理想運(yùn)放理想運(yùn)放。理想運(yùn)放的條件理想運(yùn)放的條件oAir0or)uu(Auoo虛短路虛短路uu0iI放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)。分析多放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)。分析多個(gè)運(yùn)放級(jí)聯(lián)組合的線性電路時(shí)個(gè)運(yùn)放級(jí)聯(lián)組合的線性電路時(shí)可以分別對(duì)每個(gè)運(yùn)放進(jìn)行。可以分別對(duì)每個(gè)運(yùn)放進(jìn)行。虛開路虛開路運(yùn)放工作在線

3、性區(qū)的特點(diǎn)運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)一、在分析信號(hào)運(yùn)算電路時(shí)對(duì)運(yùn)放的處理一、在分析信號(hào)運(yùn)算電路時(shí)對(duì)運(yùn)放的處理(5-5)二、分析運(yùn)放組成的線性電路的出發(fā)點(diǎn)二、分析運(yùn)放組成的線性電路的出發(fā)點(diǎn)虛短路虛短路虛開路虛開路放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)，放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)， 可以分開分析可以分開分析。0iIuuu+uo_+uIi信號(hào)的放大、運(yùn)算信號(hào)的放大、運(yùn)算有源濾波電路有源濾波電路運(yùn)放線運(yùn)放線性應(yīng)用性應(yīng)用(5-6)9.2.1 比例運(yùn)算電路比例運(yùn)算電路作用：作用：將信號(hào)按比例放大。將信號(hào)按比例放大。類型：類型：同相比例放大和反相比例放大。同相比例放大和反相比例放大。方法：方法：引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)引入深度電壓

4、并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。9.2 信號(hào)的運(yùn)算電路信號(hào)的運(yùn)算電路(5-7)0uui1= i221RuRuoi121RRuuAouuo_+ + R2R1RPuii1i21. 放大倍數(shù)放大倍數(shù)虛短路虛短路虛開路虛開路一、反相比例運(yùn)算電路一、反相比例運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反相輸負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從反相端輸入。入端，信號(hào)從反相端輸入。虛開路虛開路(5-8)2. 電路的輸入電阻電路的輸入電阻ri=R1平衡電阻，使輸入端對(duì)地平衡電阻，使輸入端對(duì)地的

5、靜態(tài)電阻相等，保證靜的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。RP =R1 / R2uo_+ + R2R1RPuii1i2為保證一定的輸入為保證一定的輸入電阻，當(dāng)放大倍數(shù)電阻，當(dāng)放大倍數(shù)大時(shí)，需增大大時(shí)，需增大R2，而大電阻的精度差，而大電阻的精度差，因此，因此，在放大倍數(shù)在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用。構(gòu)不再適用。(5-9)4. 共模電壓共模電壓02uu電位為電位為0 0，虛地，虛地輸入電阻小、共模電壓輸入電阻小、共模電壓為為 0 0 以及以及“虛地虛地”是反是反相輸入的特點(diǎn)。相輸入的特點(diǎn)。_+ + R2R1RPuii1i23. 反饋方式反饋方式電壓

6、并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋輸出電阻很小！輸出電阻很??！(5-10)反相比例電路的特點(diǎn)：反相比例電路的特點(diǎn)：1. 共模輸入電壓為共模輸入電壓為0，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比要求低。要求低。2. 由于電壓負(fù)反饋的作用，輸出電阻小，可認(rèn)由于電壓負(fù)反饋的作用，輸出電阻小，可認(rèn)為是為是0，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)。，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)。3. 由于并聯(lián)負(fù)反饋的作用，輸入電阻小，因此由于并聯(lián)負(fù)反饋的作用，輸入電阻小，因此對(duì)輸入電流有一定的要求。對(duì)輸入電流有一定的要求。4. 在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用 。(5-11)uo_+ + R2R1RPuiR4R3i

7、1i2i4i3M例：例：求求Au =?0uui1= i2虛短路虛短路虛開路虛開路4324111RRRRuvoM1122RuiRviiM虛開路虛開路(5-12) 1()111()111(342412414322414322RRRRRRRRRRRRRRRRRRuuAiou4324111RRRRuvoM1122RuiRviiM該放大電路，在放大倍數(shù)較大時(shí)，可避免使用大電該放大電路，在放大倍數(shù)較大時(shí)，可避免使用大電阻。但阻。但R3的存在，削弱了負(fù)反饋。的存在，削弱了負(fù)反饋。(5-13)二、同相比例運(yùn)算電路二、同相比例運(yùn)算電路_+ + R2R1RPuiuou-= u+= ui12RuRuuiioiouR

8、Ru)1 (12反饋方式：反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。1211RRuuAou虛短路虛短路虛開路虛開路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從同相端相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。輸入。虛開路虛開路(5-14)同相比例電路的特點(diǎn)：同相比例電路的特點(diǎn)：3. 共模輸入電壓為共模輸入電壓為ui，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比，因此對(duì)運(yùn)放的共模抑制比要求高要求高。1. 由于電壓負(fù)反饋的作用，輸出電阻小，可認(rèn)由于電壓負(fù)反饋的作用，輸出電阻小，可認(rèn)為是為是0，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)。，因此帶負(fù)載能力強(qiáng)。2. 由于串聯(lián)負(fù)反饋的作用，輸入電阻大。由于串聯(lián)負(fù)反饋的作用，輸入

9、電阻大。(5-15)_+ + uiuoiouuuu此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，輸此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，輸出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。器相同，但是電壓跟隨性能好。三、電壓跟隨器三、電壓跟隨器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸出電壓全輸出電壓全部引到反相輸入端，信部引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。號(hào)從同相端輸入。電壓電壓跟隨器是跟隨器是同相比例運(yùn)算同相比例運(yùn)算放大器的特例。放大器的特例。(5-16)9.2.2 加減運(yùn)算電路加減運(yùn)算電路作用：作用：將若干個(gè)輸入信號(hào)之和或之差按比將若干個(gè)輸入信號(hào)之和或之差按

10、比例放大。例放大。類型：類型：同相求和和反相求和。同相求和和反相求和。方法：方法：引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。(5-17)一、反相求和運(yùn)算一、反相求和運(yùn)算R12_+ R2R11ui2uoRPui1實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，以適應(yīng)不同的需要。以適應(yīng)不同的需要。FPR/R/RR1211(5-18)0uuFiii1211)(21221112iiouRRuRRui12iF

11、i11R12_+ R2R11ui2uoRPui1調(diào)節(jié)反相求和電路的某一路信號(hào)的輸入電阻，不影調(diào)節(jié)反相求和電路的某一路信號(hào)的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。(5-19)二、同相求和運(yùn)算二、同相求和運(yùn)算實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，以適應(yīng)不同的需要。以適應(yīng)不同的需要。22211R/RR/RF-R1RF+ui1uoR21R22ui2(5-20)此電路如果以此電路如果以 u+ 為輸入為輸入 ，則輸出為：則輸出為：uRRuFo)1 (1-R1RF+ui1uoR21R22ui2u+ 與與 u

12、i1 和和 ui2 的關(guān)系如何？的關(guān)系如何？)(1 (212111111211121iiFouRRRuRRRRRu注意：注意：同相求和電路的各輸入信號(hào)的放大倍數(shù)互相影響，不能同相求和電路的各輸入信號(hào)的放大倍數(shù)互相影響，不能單獨(dú)調(diào)整。單獨(dú)調(diào)整。流入運(yùn)放輸入端的電流為流入運(yùn)放輸入端的電流為0（虛開路）虛開路）22221211222122iiuRRRuRRRu(5-21)-R1RF+ui1uoR21R22ui2R 左圖也是同相求和運(yùn)算左圖也是同相求和運(yùn)算電路，電路，如何求同相輸入如何求同相輸入端的電位？端的電位？提示：提示：1. 虛開路：流入同相端的虛開路：流入同相端的電流為電流為0。2. 節(jié)點(diǎn)電位

13、法求節(jié)點(diǎn)電位法求u+。(5-22)三、單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路三、單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，以適應(yīng)不同的需要。以適應(yīng)不同的需要。R2_+ R5R1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6643521R/R/RR/R/R(5-23)R2_+ R5R1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6)(4433643RuRuR/R/Ruiiuu52211RuuRuuRuuoii虛短路虛短路虛開路虛開路虛開路虛開路)()111(44332211511122115RuRuRuRuRuRRRRuRuRuiiiiiio643521R/R/RR/

14、R/R(5-24)_+ + R2R1R1ui2uoR2ui1 uu112RuuRuuio212RuRuui)(1212iiouuRRu解出：解出：?jiǎn)芜\(yùn)放的加減運(yùn)算電路的特例：差動(dòng)放大器單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路的特例：差動(dòng)放大器(5-25)_+ + R2R1R1ui2uoR2ui1差動(dòng)放大器放大了兩個(gè)信號(hào)的差，但是它的差動(dòng)放大器放大了兩個(gè)信號(hào)的差，但是它的輸入電阻不高（輸入電阻不高（= =2R1）, , 這是由于反相輸入這是由于反相輸入造成的。造成的。(5-26)例：例：設(shè)計(jì)一個(gè)加減運(yùn)算電路，設(shè)計(jì)一個(gè)加減運(yùn)算電路， RF=240k ，使使uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3解解:(1) 畫電

15、路。畫電路。系數(shù)為負(fù)的信系數(shù)為負(fù)的信號(hào)從反相端輸號(hào)從反相端輸入，系數(shù)為正入，系數(shù)為正的信號(hào)從同相的信號(hào)從同相端輸入。端輸入。-R3RF+ui1uoR2R1ui2R4ui3(5-27)(2) 求各電阻值。求各電阻值。-R3RF+ui1uoR2R1ui2R4ui3FRRRRR/3421)(332211RuRuRuRuiiiFok240FRuo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3k241Rk302Rk123Rk804R(5-28)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：元件少，成本低。元件少，成本低。)(443322115RuRuRuRuRuiiiio缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：要求要求R1/R2/R5=R3/R4/R6。阻值的調(diào)整計(jì)算不

16、。阻值的調(diào)整計(jì)算不方便。方便。單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路改進(jìn)：改進(jìn)：采用雙運(yùn)放電路。采用雙運(yùn)放電路。(5-29)四、雙運(yùn)放的加減運(yùn)算電路四、雙運(yùn)放的加減運(yùn)算電路-RF1+ui1uo1R1ui2R2R3-RF2+uoR4ui3R5R625461213FFR/R/RR,R/R/RR)(221111RuRuRuiiFo53221141253412)()(RuRuRuRRRRuRuRuiiiFFioFo(5-30)例：例：A/D變換器要求其輸入電壓的幅度為變換器要求其輸入電壓的幅度為0 +5V，現(xiàn)，現(xiàn)有信號(hào)變化范圍為有信號(hào)變化范圍為-5V+5V。試設(shè)計(jì)一電平抬高。試設(shè)計(jì)一電平抬高電路，將

17、其變化范圍變?yōu)殡娐?，將其變化范圍變?yōu)?+5V。+5V-5V+5V+2.5V電平抬高電路電平抬高電路A/D計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)uiuouo = 0.5ui+2.5 V(5-31)uo =0.5ui +2.5 V =0.5 (ui +5) V_+ + 10k 20k +5V5k ui20k uo1uo_+ + 20k 20k 10k ) 5( 5 . 0) 5(20101iiouuu) 5( 5 . 020201ioouuu(5-32)五、三運(yùn)放電路五、三運(yùn)放電路uo2+A+ARRRWui1ui2uo1ab+R1R1+AR2R2uo+(5-33)1 iauu 2ibuu WbaWooRuuRRuu221W

18、iiRuu2112oouu)(212iiWWuuRRRuo2+A+ARRRWui1ui2uo1ab+虛短路：虛短路：虛開路：虛開路：(5-34)(21212iiWWouuRRRRRu 三運(yùn)放電路是差三運(yùn)放電路是差動(dòng)放大器，放大動(dòng)放大器，放大倍數(shù)可變。倍數(shù)可變。 由于輸入均在同由于輸入均在同相端，此電路的相端，此電路的輸入電阻高。輸入電阻高。)(1212ooouuRRuuo2uo1R1R1+AR2R2uo+(5-35)例：例：由三運(yùn)放放大器組成的溫度測(cè)量電路。由三運(yùn)放放大器組成的溫度測(cè)量電路。uoR1R1+A3R2R2+A1_+A2RRRW+E=+5VRRRRtuiRt ：熱敏電阻：熱敏電阻集成

19、化集成化:儀表放大器儀表放大器(5-36)Rt=f (TC)uoR1R1+A3R2R2+A1_+A2RRRW+E=+5VRRRRtuiERRRREERRRutttti)( 22ERRRRRRRRRuRRRRRuttWWiWWo)( 2221212(5-37)1. 它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都比它們都引入電壓負(fù)反饋，因此輸出電阻都比較小較小 。2. 關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，同關(guān)于輸入電阻：反相輸入的輸入電阻小，同相輸入的輸入電阻高。相輸入的輸入電阻高。3. 同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電同相輸入的共模電壓高，反相輸入的共模電壓小。壓小。比例運(yùn)算電路與加減運(yùn)算電路小結(jié)比

20、例運(yùn)算電路與加減運(yùn)算電路小結(jié)(5-38)9.2.3 微分運(yùn)算電路與積分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路與積分運(yùn)算電路u= u+= 0RuioFtuCiidd1Fii 1tuRCuiodduit0t0uou i+uoRR2i1iFCtuisin若輸入：若輸入：則：則：)90sin(costRCtRCuo一、微分運(yùn)算一、微分運(yùn)算(5-39)i1iFtui0Ruii1tuCioFddtuRCuiod1tuo0輸入方波，輸出是三角波。輸入方波，輸出是三角波。ui-+RR2Cuo二、積分運(yùn)算二、積分運(yùn)算應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1 1：(5-40)tui0tuo0totURCu0d1U-UomMomUTRCU1URCUTom

21、MTM積分時(shí)限積分時(shí)限應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2：如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，輸出將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出輸出將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和。飽和。思考：思考：如果輸入是正弦波，輸出波形怎樣，請(qǐng)如果輸入是正弦波，輸出波形怎樣，請(qǐng)自己計(jì)算。運(yùn)放實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)自己驗(yàn)證。自己計(jì)算。運(yùn)放實(shí)驗(yàn)中請(qǐng)自己驗(yàn)證。(5-41)其他一些運(yùn)算電路：對(duì)數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路、乘其他一些運(yùn)算電路：對(duì)數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路、乘法與除法運(yùn)算電路等，由于課時(shí)的限制，不作法與除法運(yùn)算電路等，由于課時(shí)的限制，不作為講授內(nèi)容。為講授內(nèi)容。積分電路的主要用途：積分電路的主要用途：1. 在電子開關(guān)中用于

22、延遲。在電子開關(guān)中用于延遲。2. 波形變換。例：將方波變?yōu)槿遣?。波形變換。例：將方波變?yōu)槿遣ā?. A/D轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。4. 移相。移相。(5-42)運(yùn)算電路運(yùn)算電路要求要求1. 熟記各種單運(yùn)放組成的基本運(yùn)算電路的電熟記各種單運(yùn)放組成的基本運(yùn)算電路的電路圖及放大倍數(shù)公式。路圖及放大倍數(shù)公式。2. 掌握以上基本運(yùn)算電路的級(jí)聯(lián)組合的計(jì)算。掌握以上基本運(yùn)算電路的級(jí)聯(lián)組合的計(jì)算。3. 會(huì)用會(huì)用 “虛開路虛開路(ii=0)”和和“虛短路虛短路(u+=u) ”分析給定運(yùn)算電路的分析給定運(yùn)算電路的 放大倍數(shù)。放大倍數(shù)。(5-43)濾波電路的分類濾波電路的分類1.

23、 按信號(hào)性質(zhì)分類按信號(hào)性質(zhì)分類3. 按電路功能分類按電路功能分類: 低通濾波器；高通濾波器；低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器帶通濾波器；帶阻濾波器2. 按所用元件分類按所用元件分類模擬濾波器和數(shù)字濾波器模擬濾波器和數(shù)字濾波器無源濾波器和有源濾波器無源濾波器和有源濾波器4. 按階數(shù)分類按階數(shù)分類: 一階，二階一階，二階 高階高階9.3 有源濾波器有源濾波器(5-44)傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：ioioioUUUUT)j ()j ()j (ioUUT)j (幅頻特性幅頻特性io)(相頻特性相頻特性)j (iU)j (oU濾濾波波器器傳遞函數(shù)的定義傳遞函數(shù)的定義(5-45)ioUU低通低通高

24、通高通帶通帶通帶阻帶阻四種典型的頻率特性四種典型的頻率特性ioUUioUUioUU(5-46)RUUioj1j1RCj11oj11)1(RCo無源濾波器的缺點(diǎn)無源濾波器的缺點(diǎn)（以一階濾波器為例）（以一階濾波器為例）傳遞函數(shù)：傳遞函數(shù)：RCRiUoU(5-47)ojTj11)(2)(11)j (oT1. 帶負(fù)載能力差。帶負(fù)載能力差。2. 無放大作用。無放大作用。3. 特性不理想，邊沿不陡。特性不理想，邊沿不陡。截止頻率處：截止頻率處：21ioUUioUU01 0.707o截止頻率截止頻率此電路的缺點(diǎn)：此電路的缺點(diǎn)：(5-48)將兩級(jí)一階低通濾波器串接將兩級(jí)一階低通濾波器串接)j ()j ()j

25、(21TTT？)j ()j ()j (21TTT各級(jí)互相影響！各級(jí)互相影響！RCRCR(5-49)有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)：有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)：1. 不使用電感元件，體積小重量輕。不使用電感元件，體積小重量輕。2. 有源濾波電路中可加電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使輸入有源濾波電路中可加電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使輸入電阻高、輸出電阻低，輸入輸出之間具有良好電阻高、輸出電阻低，輸入輸出之間具有良好的隔離。只需把幾個(gè)低階濾波電路串起來就可的隔離。只需把幾個(gè)低階濾波電路串起來就可構(gòu)成高階濾波電路，無需考慮級(jí)間影響。構(gòu)成高階濾波電路，無需考慮級(jí)間影響。3. 除濾波外，還可放大信號(hào)，放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。除濾波外，還可放大信號(hào)，放大倍數(shù)容

26、易調(diào)節(jié)。(5-50)有源濾波器的缺點(diǎn)：有源濾波器的缺點(diǎn)：1. 不宜用于高頻。不宜用于高頻。2. 不宜在高電壓、大電流情況下使用。不宜在高電壓、大電流情況下使用。3. 可靠性較差?？煽啃暂^差。4. 使用時(shí)需外接直流電源。使用時(shí)需外接直流電源。(5-51)oFURRRU11iUCRCUj1j1iUCj11UUCRRUUFioj11)1 (1一、一階有源低通濾波器一、一階有源低通濾波器傳遞函數(shù)中出現(xiàn)傳遞函數(shù)中出現(xiàn) 的一次項(xiàng)，故稱為的一次項(xiàng)，故稱為一階濾波器一階濾波器。RR1RFC+-+iUoU(5-52)21)(11)1 (oFioRRUU)1(RCooargtg幅頻特性：幅頻特性：相頻特性：相頻特

27、性： 90RCo1max21T T maxT(5-53)21)(11)1 (oFioRRUU)1 (1RRUUFio有放大作用有放大作用21)1 (1RRUUFio3. 運(yùn)放輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)。運(yùn)放輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)。幅頻特性與一階幅頻特性與一階無源低通濾波器無源低通濾波器類似類似電路的特點(diǎn)：電路的特點(diǎn)：2. = o 時(shí)時(shí)1. =0 時(shí)時(shí)(5-54)URRUAUFFo11CUURUURUUoPPPij1PPURCUCRCUj11j1j1解出：解出：ooFioAUU2j)(12)3(21FARCo1其中：其中：RR1RFC+-+iUoUCRP二、二階有源低通濾波器二、二階有源低通濾波器傳遞函數(shù)中

28、出現(xiàn)傳遞函數(shù)中出現(xiàn) 的二次項(xiàng)，故稱為的二次項(xiàng)，故稱為二階濾波器二階濾波器。(5-55)ioUU02121 o3dBP21221oPooFioAUU2j)(12(5-56)R1= 時(shí)時(shí)：AF=1ooFioAUU2j)(122)(11oioUU21ioUU = o時(shí)：時(shí)：RC+-+iUoUCRP(5-57)RR1RFC+-+iU1oURR1RFC+-+oUCRRUUTFioj11)1 ()j (111CRRUUTFooj11)1 ()j (11222121)j1 (1)1 ()j ()j ()j (CRRUUTTTFio由低階有源濾波器構(gòu)成高階有源濾波器由低階有源濾波器構(gòu)成高階有源濾波器例：例：兩

29、個(gè)一階有源濾波器串接構(gòu)成二階有源濾波器。兩個(gè)一階有源濾波器串接構(gòu)成二階有源濾波器。分析分析簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單(5-58)一階低通和二階低通一階低通和二階低通幅頻特性曲線幅頻特性曲線的區(qū)別：的區(qū)別：-3dBAF理想低通理想低通一階低通一階低通二階低通二階低通階數(shù)越高，階數(shù)越高，幅頻特性曲線幅頻特性曲線越接近理想濾波器。越接近理想濾波器。oioUU0(5-59)如何組成高通濾波器？將低通濾波器中的將低通濾波器中的R、C 對(duì)調(diào)，低通對(duì)調(diào)，低通濾波器就變成了高通濾波器。濾波器就變成了高通濾波器。RCR1RF+-+iUoU低通濾波器低通濾波器R1RF+-+iUoU高通濾波器高通濾波器R(5-60)三、一階有源高通

30、濾波器三、一階有源高通濾波器oFURRRU11UUiUCRRUj1iURC1j11RCRRUUFio1j11)1 (1R1RF+-+iUoU高通濾波器高通濾波器R(5-61)RCRRUUFio1j11)1 (12111)1 (oFioRRUU幅頻特性：幅頻特性：ioUU0 o707. 011RRF11RRF(5-62)電壓源的要求：電壓源的要求：輸出電阻小。輸出電阻小。所以，要有電壓負(fù)反饋。所以，要有電壓負(fù)反饋。電路組成：電路組成：比例放大器。比例放大器。一、電壓源一、電壓源_+ + R2R1RPUoUs反向比例放大器組成的電壓源反向比例放大器組成的電壓源9.4 電壓源、電流源與電壓、電流、電

31、壓源、電流源與電壓、電流、電阻的測(cè)量電阻的測(cè)量(5-63)電路特點(diǎn)電路特點(diǎn): :1. 輸出電壓的大小調(diào)節(jié)方便。輸出電壓的大小調(diào)節(jié)方便。2. 同相比例放大器組成的電壓源的輸出同相比例放大器組成的電壓源的輸出大于輸入。大于輸入。3. 反相比例放大器組成的電壓源輸出可反相比例放大器組成的電壓源輸出可以小于輸入。以小于輸入。4. 同相比例放大器的輸入電阻大，從信同相比例放大器的輸入電阻大，從信號(hào)源取得的電流小。號(hào)源取得的電流小。(5-64)要求：要求：輸出電阻大。所以，要有電流負(fù)反饋。輸出電阻大。所以，要有電流負(fù)反饋。_+ + R2R1RPUsRFRLFILSFFFFLURRRRRRUI122/負(fù)載負(fù)載懸地！懸地！二、電流源二、電流源s