教改模电7章课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,章 信号的运算和处理,第,7,章 信号的运算和处理,七、信号的运算和处理,7.1,基本运算电路,7.2,模拟乘法器及应用,7.3,有源滤波电路,本章重点、难点,：,基本运算电路和有源滤波电路的分析方法,7.1.1,概述,电子信息系统的组成,提取：通过传感器，接收器等接收信号,(,预,),处理：抑制干扰，有源滤波,加工：信号的运算、转换、比较等,执行：功率放大电路,理想运放的工作区,电路引入负反馈,具有“虚短”与“虚断”,电路没有反馈或引入正反馈,净输入电流“虚断”,输出电压只有两种情况,线性工作区,非线性工作区,基本运算电路,7.1.2,比例运算电路,7.1.3,加减运算电路,7.1.4,积分与微分运算电路,7.1.5,对数与指数运算电路,7.1.6,乘法与除法运算电路,基本运算电路特点及求解方法,特点,:,负反馈,求解方法,:,利用,“,虚短,”,和,“,虚断,”,节点电流方程即可求得运算关系,7.1.2,比例运算电路,1.,反相比例运算电路,反相输入端虚地，,共模输入电压可视为零,并联负反馈：,R,i,R,电压负反馈：,R,o,小,保证对称性,T,形网络反相比例运算电路,R,2,R,3,R,4,组成,T,形网络,输入、输出关系,R,3,趋于无穷，即是基本比例电路,串联负反馈：,R,i,大,2.,同相比例运算路,电压负反馈：,R,o,小,缺点：输入电压,=,共模电压,电压跟随器,7.1.3,加减运算电路,1.,反相求和电路,当,R,P,=,R,N,时,2.,同相求和电路,3.,加减电路,反相求和同相求和,R,1,R,2,R,f,R,3,R,4,R,5,实现了差分放大电路,高输入电阻的差分比例运算电路,7.1.4,积分与微分运算电路,1.,积分电路,R,f,:,用于防止低频信号增益过大,当输入为常量时,t,1,到,t,2,时间段的积分值,线性积分,波形变换,移相,2.,微分电路,将积分电路中,R,与,C,互换,基本微分电路,u,O,对,u,I,的变化敏感，抗干扰性能差,u,I,突变时，,u,O,可能超过最大允许值,RC,环节对反馈信号有滞后作用，可能引起自激振荡,与电容串联小电阻，以限制电流,反馈电阻并联稳压管，限制输出幅度,反馈电阻并联小电容，补偿相位滞后,改进措施,逆函数型微分电路,将积分运算电路作为反馈回路,例：,求输入、输出运算关系,例：,求输入、输出运算关系,PID,调节器,7.1.5,对数与指数运算电路,利用,PN,结伏安特性的指数规律实现运算电路,PN,结伏安特性,1.,对数电路,U,T,与,I,S,为温度的函数，运算精度受影响,近似公式仅适用于一定电流范围内,集成对数运算电路,A1,A2,为负反馈,2.,指数电路,对数电路中电阻与三极管互换,7.1.6,利用对、指数电路实现乘、除法运算电路,乘法运算方框图,除法电路,7.2,模拟乘法器及应用,1.,模拟乘法器模型,k,为乘积系数，可正可负,按照允许输入信号的极性,模拟乘法器有单象限,、两象限、四象限之分,.,乘方电路,3,次方和,4,次方运算电路,N,次幂,2.,模拟乘法器的应用,除法电路,将乘法器作为反馈环节,运放,A,负反馈 与 符号相同,开方电路,u,I,与,k,符号相反,运放,A,负反馈 与 符号相同,u,I,0,例：已知,k,0,压控电压源二阶低通波电路,C,1,=,C,2,=,C,品质因数,物理意义：,f,=,f,0,时，电压放大倍数与通带放大倍数之比,R3=10k,时，,在频率,fo,=1000Hz,处，电压增益为,5.974dB,通带电压放大倍数为,6.02dB.,R3=15k,时，,在频率,fo,=1000Hz,处，电压增益为,13.93dB,通带电压放大倍数为,7.959dB.,结论,:,大,f=,fo,处增益大,将一方波或三角波经过,LPF,滤波，用示波器观察输出信号波形及频率,输入方波，频率,f=600Hz,经滤波电路后输出为正弦波。,通带截止频率：,一阶电路,2.,反相输入低通滤波器,无限增益多路反馈二阶,LPF,三种类型二阶,LPF,7.3.3,其它滤波电路,1.,高通滤波器,(HPF),与,LPF,的对偶关系,电路结构的对偶关系：电容与电阻互换,传递函数的对偶关系：,s,及其系数互为倒数,LPF,HPF,二阶高通滤波电路,无限增益多路反馈,HPF,无限增益多路反馈,LPF,2.,带通滤波器,BPF LPF,与,HPF,串联构成,3.,带阻滤波器,BEF,LPF,与,HPF,并联构成,双,T,网络,4.,全通滤波器,APF,状态变量有源滤波器,低通滤波器传递函数,高通滤波器传递函数,带通滤波器传递函数,带阻滤波器传递函数,仪器放大器：抑制高的共模电压，放大小的差模电压,噪声的来源和抑制,来源,:,热噪声,:,电子无序运动而产生,散弹噪声,:,单位时间内通过,PN,结的载流子数目变化而产生,1/,f,噪声,:,又叫闪烁噪声,干扰的来源和抑制,来源,:,高压电网、雷电、电台,抑制,:,远离干扰,加金属屏蔽罩,在电源接入处加滤波电容,抑制,:,使用小阻值电阻,选低噪声集成运放等,本章总结,工作原理，运算关系,分析方法,电路结构，工作原理,LPF,主要性能,基本运算电路,滤波电路,THE END,