信號(hào)的運(yùn)算和處理2有源濾波器-模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

第十五講信號(hào)的運(yùn)算和處理2有源濾波器-模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)對(duì)輸入電壓的極性和幅值有何要求？五、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路和指數(shù)運(yùn)算電路1.

對(duì)數(shù)運(yùn)算實(shí)用電路中常常采取措施消除IS對(duì)運(yùn)算關(guān)系的影響利用PN結(jié)端電壓與電流的關(guān)系集成對(duì)數(shù)運(yùn)算電路對(duì)輸入電壓的極性和幅值有何要求？2.

指數(shù)運(yùn)算電路3.

乘法、除法運(yùn)算電路2)乘方運(yùn)算1)乘法運(yùn)算

實(shí)際的模擬乘法器k常為+0.1V-1或－0.1V-1。若k=+0.1V-1，uI1=uI2=10V，則uO=10V。實(shí)現(xiàn)了對(duì)正弦波電壓的二倍頻變換六、模擬乘法器及其在運(yùn)算電路中的應(yīng)用

為使電路引入的是負(fù)反饋，k和uI2的極性應(yīng)如何？3)除法運(yùn)算運(yùn)算電路中集成運(yùn)放必須引入負(fù)反饋！若集成運(yùn)放的同相輸入端與反相輸入端互換，則k和uI2的極性應(yīng)如何？為滿足上式，電路中uI、uO、k的極性是什么？為什么？3.

開(kāi)方運(yùn)算若集成運(yùn)放的負(fù)反饋通路中為某種運(yùn)算電路，則整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)其逆運(yùn)算，如除法運(yùn)算電路、開(kāi)方運(yùn)算電路。如何實(shí)現(xiàn)開(kāi)三次方運(yùn)算電路？若uO<0，則有何變化？討論二：求解圖示各電路該電路可等效成差分放大電路的哪種接法？與該接法的分立元件電路相比有什么優(yōu)點(diǎn)？討論三：求解圖示各電路1)標(biāo)出集成運(yùn)放的“＋”和“－”；2)求解uO=f(uI)=?已知R1＝R2，求解uO=f(uI)=?二極管什么時(shí)候?qū)?？什么時(shí)候截止？+_+_§7.2有源濾波電路二、概述三、低通濾波器四、高通、帶通、帶阻濾波器一、頻率響應(yīng)概念一、頻率響應(yīng)的基本概念1.研究的問(wèn)題：放大電路對(duì)信號(hào)頻率的適應(yīng)程度，即信號(hào)頻率對(duì)放大倍數(shù)的影響。由于放大電路中耦合電容、旁路電容、半導(dǎo)體器件極間電容的存在，使放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)。在使用一個(gè)放大電路時(shí)應(yīng)了解其信號(hào)頻率的適用范圍，在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，應(yīng)滿足信號(hào)頻率的范圍要求。2.基本概念

（1）低通電路:信號(hào)頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。（1）低通電路：頻率響應(yīng)fHf<<fH時(shí)放大倍數(shù)約為1（2）高通電路:信號(hào)頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。（2）高通電路：頻率響應(yīng)fLf>>fL時(shí)放大倍數(shù)約為1放大電路的頻率參數(shù)

在低頻段，隨著信號(hào)頻率逐漸降低，耦合電容、旁路電容等的容抗增大，使動(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。高通電路低通電路

在高頻段，隨著信號(hào)頻率逐漸升高，晶體管極間電容和分布電容、寄生電容等雜散電容的容抗減小，使動(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。下限頻率上限頻率（3）幾個(gè)結(jié)論①電路低頻段的放大倍數(shù)需乘因子②當(dāng)f=fL時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍；當(dāng)f=fH時(shí)放大倍數(shù)幅值也約降到0.707倍。③截止頻率決定于電容所在回路的時(shí)間常數(shù)電路高頻段的放大倍數(shù)需乘因子④頻率響應(yīng)有幅頻特性和相頻特性兩條曲線。1.

濾波電路的功能使指定頻段的信號(hào)順利通過(guò)，其它頻率的信號(hào)被衰減。2.

濾波電路的種類低通濾波器（LPF）通帶放大倍數(shù)通帶截止頻率下降速率理想幅頻特性無(wú)過(guò)渡帶二、概述用幅頻特性描述濾波特性，要研究

、(fP、下降速率)。高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF））全通濾波器（APF））理想濾波器的幅頻特性阻容耦合通信電路抗已知頻率的干擾f-φ轉(zhuǎn)換空載時(shí)帶負(fù)載時(shí)3.

無(wú)源濾波電路和有源濾波電路

負(fù)載變化，通帶放大倍數(shù)和截止頻率均變化。

無(wú)源濾波電路的濾波參數(shù)隨負(fù)載變化；有源濾波電路的濾波參數(shù)不隨負(fù)載變化，可放大，不能輸出高電壓大電流。有源濾波電路

用電壓跟隨器隔離濾波電路與負(fù)載電阻二、低通濾波器

1.

同相輸入

對(duì)于LPF，頻率趨于0時(shí)的放大倍數(shù)即為通帶放大倍數(shù)。求解傳遞函數(shù)時(shí)，只需將放大倍數(shù)中的jω用s

取代即可。一階LPF經(jīng)拉氏變換得傳遞函數(shù)頻率趨于0時(shí)的放大倍數(shù)為通帶放大倍數(shù)決定于RC環(huán)節(jié)表明進(jìn)入高頻段的下降速率為－20dB/十倍頻（1）一階電路1.

同相輸入

（1）一階電路：幅頻特性

為了使過(guò)渡帶變窄，需采用多階濾波器，即增加RC環(huán)節(jié)。在Au(s)表達(dá)式分母中s的方次就是濾波器的階數(shù)。2.反相輸入低通濾波器積分運(yùn)算電路的傳遞函數(shù)為加R2后，f→0，C斷開(kāi)，通帶放大倍數(shù)，OOO三、高通、帶通、帶阻有源濾波器

1.

高通濾波器（HPF）

與LPF有對(duì)偶性，將LPF的電阻和電容互換，就可得一階HPF、簡(jiǎn)單二階HPF、壓控電壓源二階HPF電路。2.

帶通濾波器（BPF）3.

帶阻濾波器（BEF）fH＜fLfH＞fL運(yùn)算電路與有源濾波器的比較相同之處電路中均引入深度負(fù)反饋，因而集成運(yùn)放均工作在線性區(qū)。均具有“虛短”和“虛斷”的特點(diǎn)，均可用節(jié)點(diǎn)電流法求解電路。不同之處運(yùn)算電路研究的是時(shí)域問(wèn)題，有源濾波電路研究的是頻域問(wèn)題；測(cè)試