模电八章.pptx

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,2010/12/26,#,第八章 信号的运算与处理电路,理想运放,基本运算电路,有源滤波器,1.,理想运放,理想运放的参数,理想运放的传输特性,理想运放的参数,具有下列各项理想化技术指标的集成运放称为,理想运放,：,开环增益,输入电阻,输出电阻,开环带宽,当,v,P,=,v,N,时，,无温度漂移。,共模抑制比,(,虚短,),(,虚断,),由于 ，,有 （虚断）。,所以 ，,有 （虚短）。,理想运放的传输特性,由于,，,当理想运放工作在线性区时，,相当于深度负反馈下的虚短和虚断。,理想运放的传输特性,当 时，理想运放工作在非线性区：,输出只有两种电压，,V,+,或,V,-,，,运放的输入电流,。,V,+,V,-,电压跟随电路,+,-,v,I,v,O,反相比例运算电路,平衡电阻：,若再取 ，则,若取 ，则,加法电路,由虚断 ，对节点,N,有,，得,于是,反相求和减法电路,若 则,若再取 则,特点：,由于“虚地”，放大器无共模信号。,差分减法电路,若取 ，则,若再取 则有,特点：,a.,只需一只运放，元件少，成本低。,b.,要选用,K,CMR,较高的集成运放。,由虚断 ，有,由虚短 ，代入上式可解得：,积分电路,由虚断 ，有,，得,于是,可得：,积分电路可用于微分方程求解，锯齿波产生，移相，模数转换等。,积分电路的例子,如果积分电路的输入信号是一个阶跃信号,且 时电容,C,上的初始电压为零，则,微分电路,由虚短虚断，有,即,微分电路可用于微分方程求解，方波产生，移相，波形变换等。,3.,有源滤波电路,基本概念及分类,一阶有源滤波器,二阶有源滤波器,滤波电路的基本概念,滤波器,是一种允许规定频率范围之内的信号通过，而使规定频率范围之外的信号不能通过（即遇到很大的衰减）的电子装置。,滤波电路的电压传递函数：,通常用幅频响应 来表征一个滤波电路的特性；,而要避免输出信号失真，滤波电路的相频响应 须作,线性变化。,滤波电路的分类,对于幅频响应，常把能通过的信号频率范围定义为,通带,；受阻或衰减信号频率范围称为,阻带,。二者的界限频率称为,截止频率,。,理想滤波器在通带内应具有,0,衰减的幅频响应和线性的相频响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。,只包含无源器件,(,电阻、电容、电感等,),的滤波器称为,无源滤波器,；含有有源器件,(,晶体管，二极管，运放等,),的滤波器称为,有源滤波器,。,滤波电路的分类,低通滤波器,(LPF),高通滤波器,(HPF),带通滤波器,(BPF),带阻滤波器,(BEF),全通滤波器,(APF),一阶无源低通滤波电路,RC,低通滤波电路,其中，称为,特征角频率,。,分母包含 的一次幂，为,一阶电路,。,一阶无源高通滤波电路,RC,高通滤波电路,LC,电路也可组成低通或高通滤波器。,无源滤波电路的缺点,增益小，,带负载能力很差，如果带一个,R,L,，则,O,、,A,都随,R,L,变化。,其中,R,L,例,有放大作用的一阶有源低通滤波器,传递函数：,与一阶无源,RC,低通滤波器相同。,有源滤波器中的集成运放起着隔离的作用，消除了接入负载对,滤波器性能,的影响,。,有放大作用的一阶有源低通滤波器,有源滤波器中的集成运放起着放大的作用，提高了电路的增益,。,传递函数：,一阶有源低通滤波器的幅频响应,一阶滤波器的缺点是，当,n,时，幅频特性衰减太慢，与理想的低通特性相差太远。,要,幅频特性衰减快些，可采用二阶或二阶以上滤波电路。,二阶压控电压源有源低通滤波器,对该电路可列出：,对节点,A,，应用,KCL,，可列出：,为保证电路稳定工作，须满足：；,否则，将产生自激振荡。,二阶压控电压源有源低通滤波器,联立求解可得电路的传递函数：,其中 为特征角频率，,称为,等效品质因数,。,其幅频响应和相频响应分别为：,二阶压控电压源有源低通滤波器,二阶压控电压源有源低通滤波器,滤波电路的阶数越高，其幅频响应就越接近理想特性。,二阶压控电压源有源高通滤波器,将低通滤波器中电阻和电容的位置互换，就变成了,高通滤波器。,传递函数：,二阶压控电压源有源高通滤波器,幅频响应：,带通滤波器,将截止频率较高的低通滤波器与,截止频率较低的高通滤波器串联可,以构成带通滤波器。,二阶压控电压源有源带通滤波器,传递函数：,其中,二阶压控电压源有源带通滤波器,幅频响应：,通频带：,带阻滤波电路,将截止频率较低的低通滤波器与,截止频率较高的高通滤波器并联可,以构成带阻滤波器。,双,T,带阻滤波电路,电路,幅频响应,陷波频率：,通带增益：,阻带带宽：,