第6章信號的運算與處理電路知識課件

第6章信號的運算與處理電路6.1理想集成運算放大器6.2信號運算電路6.4有源濾波器6.3集成模擬乘法器6.1理想集成運算放大器1.理想集成運放的特征2.理想集成運放工作在線性區(qū)(加深度負(fù)反饋)+_因為所以反相端與同相端等電位輸入電流近似為零3.理想集成運放工作在非線性區(qū)(開環(huán)或加正反饋)在這種情況下,即使輸入信號很小,也會進(jìn)入飽和,其輸出信號幅度接近電源電壓,輸出電壓僅有兩種取值當(dāng)時,當(dāng)時,2.同相比例運算電路u-=u+=uii1=if

（虛斷）電壓跟隨器此電路是同相比例運算的特殊情況，輸入電阻大，輸出電阻小。在電路中作用與分立元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。3.差動比例運算電路

ui1作用

ui2作用則有：(1)反相加法器：若R1=R2=Rf

i1+i2=if1.加法運算電路二.加減運算電路(2)同相加法器當(dāng)R1=R2=Rf=R時,2.減法運算電路1.積分電路三.積分和微分電路例:畫出在給定輸入波形作用下積分器的輸出波形。tui0212345tuo0-2-4-6例2：輸入方波，輸出是三角波。tui0tuo02.微分電路u-=u+=01.對數(shù)電路四、對數(shù)和反對數(shù)運算電路

利用PN結(jié)的指數(shù)特性實現(xiàn)對數(shù)運算

2.反對數(shù)電路五、乘除運算

1.乘運算電路

用對數(shù)、反對數(shù)電路實現(xiàn)

2.除運算電路uuu對數(shù)運算X對數(shù)運算Y減法運算反對數(shù)運算lnuXuYlnuXlnYlnu-o)ln(lnlnyxuuee-==yuxu對于差放有：6.3集成模擬乘法器

一.基本原理二、模擬乘法器的符號

三、模擬乘法器的應(yīng)用

1.乘法運算立方運算電路

2.平方和立方運算平方運算電路uo=KuXuYuo=K(ui)2uo=K2(ui)33.除法運算電路如果令K=R2/R1則:注意：為保證電路為負(fù)反饋，必須有：

有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。濾波器的功能：對頻率進(jìn)行選擇,過濾掉噪聲和干擾信號，保留下有用信號。

6.4有源濾波電路

濾波器的分類：

低通濾波器（LPF）高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF）ω|A|0ωC通帶阻帶A0ω|A|0ωCA0阻帶通帶ω|A|0ωC1A0阻阻ωC2通ω|A|0ωC1A0阻ωC2通通

各種濾波器理想的幅頻特性：（1）低通（2）高通（3）帶通（4）帶阻1.一階RC低通濾波器(無源)一.低通有源濾波器傳遞函數(shù)：幅頻特性：截止頻率：0.707

H截止頻率01|A|此電路的缺點：1、帶負(fù)載能力差。2、無放大作用。3、特性不理想，邊沿不陡。2.一階有源低通濾波器傳遞函數(shù)：通帶增益：截止頻率：幅頻特性：

H0.7071+Rf/R101+Rf/R1|A|-20dB/10倍頻3.二階有源低通濾波器傳遞函數(shù)：

H0.707（1+Rf/R1）01+Rf/R1|A|截止頻率：-40dB/10倍頻幅頻特性及幅頻特性曲線傳遞函數(shù)：通帶增益：截止頻率：二.高通有源濾波器1.一階有源高通濾波器幅頻特性：缺點：阻帶衰減太謾。幅頻特性及幅頻特性曲線01+Rf/R10.707(1+Rf/R1)

L|A|2.二階有源高通濾波器由此繪出頻率響應(yīng)特性曲線

（2）通帶增益（1）幅頻特性：其中：

可由低通和高通串聯(lián)得到低通截止頻率高通截止頻率必須滿足三.有源帶通濾波器

可由低通和高通并聯(lián)得到必須滿足四.有源帶阻濾波器本章小結(jié)1．集成運放可以構(gòu)成加法、減法、積分、微分、對數(shù)和反對數(shù)等多種運算電路。在這些電路中，均存在深度負(fù)反饋。因此，運放工作在線性放大狀態(tài)。這時可以使用理想運放模型對電路進(jìn)行分析，“虛短”和“虛斷”的概念是電路分析的有力工具。2．集成模擬乘法器是一種重要的模擬集成電路，在信號處理和頻率變換方面得到了廣泛的應(yīng)用。集成模擬乘法器內(nèi)部電路較為復(fù)雜，對生產(chǎn)工藝的要求也較高。熟練掌握這種器件在各種運算電路中的使用方法，是要求的重點