1、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6章 信号的运算与处理电路,6.1 理想集成运算放大器,6.2 信号运算电路,6.4 有源滤波器,6.3 集成模拟乘法器,6.1 理想集成运算放大器,1.理想集成运放的特征,2.理想集成运放工作在线性区(加深度负反馈,),+,_,因为,所以,反相端与同相端等电位,输入电流近似为零,3.理想集成运放工作在非线性区(开环或加正反馈),在这种情况下,即使输入信号 很小,也会进入饱和,其输出信号幅度接近电源电压,输出电压仅有两种取值,当 时,当 时,6.2,信号运算电路,一.比例运算电路,1.反相比例运算电路,i
2、1,=,i,f,（虚断）,u,+,=0,u,=,u,+,=0,（虚地）,3.差动比例运算电路,u,i1,作用,u,i2,作用,则有：,(1)反相加法器：,若,R,1,=,R,2,=,R,f,i,1,+,i,2,=,i,f,1.加法运算电路,二.加减运算电路,(2)同相加法器,当,R,1,=,R,2,=,R,f,=,R,时,2.减法运算电路,1.积分电路,三.积分和微分电路,例:,画出在给定输入波形作用下积分器的输出波形。,t,u,i,0,2,1,2,3,4,5,t,u,o,0,-2,-4,-6,例2：,输入方波，输出是三角波。,t,u,i,0,t,u,o,0,2.微分电路,u,-,=,u,+
3、0,1.对数电路,四、对数和反对数运算电路,利用PN结的指数特性实现对数运算,2.反对数电路,五、乘除运算,1.乘运算电路,用对数、反对数电路实现,2.除运算电路,u,u,u,对数运算,X,对数运算,Y,减法运算,反对数运算,ln,u,X,u,Y,ln,u,X,ln,Y,ln,u,-,o,),ln,(ln,ln,y,x,u,u,e,e,-,=,=,y,u,x,u,对于差放有：,6.3,集成模拟乘法器,一.基本原理,二、模拟乘法器的符号,三、模拟乘法器的应用,1.乘法运算,立方运算电路,2.平方和立方运算,平方运算电路,u,o,=,K,u,X,u,Y,u,o,=K,(,u,i,),2,u,o
4、K,2,(,u,i,),3,3.除法运算电路,如果令,K,=,R,2,/,R,1,则:,注意：为保证电路为负反馈，必须有：,有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。,滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声 和干扰信号，保留下有用信号。,6.4 有源滤波电路,滤波器的分类：,低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF）,带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）,|A|,0,C,通带,阻,带,A,0,|A|,0,C,A,0,阻,带,通,带,|A|,0,C1,A,0,阻,阻,C2,通,|A|,0,C1,A,0,阻,C2,通,通,各种,滤波器理想的幅频特性：,（1）低通,（2）高通,（3）带
5、通,（4）带阻,1.一阶RC,低通滤波器(无源),一.,低通有源滤波器,传递函数：,幅频特性：,截止频率：,0.707,H,截止频率,0,1,|,A,|,此电路的缺点：,1、带负载能力差。,2、无放大作用。,3、特性不理想，边沿不陡。,2.一阶有源低通滤波器,传递函数：,通带增益：,截止频率：,幅频特性：,H,0.707,1+,R,f,/,R,1,0,1+,R,f,/,R,1,|,A,|,-20dB/10倍频,3.二阶有源低通滤波器,传递函数：,H,0.707（1+,R,f,/,R,1,）,0,1+,R,f,/,R,1,|,A,|,截止频率：,-40dB/10倍频,幅频特性及幅频特性曲线,传递
6、函数：,通带增益：,截止频率：,二.高通有源滤波器,1.一阶有源高通滤波器,幅频特性：,缺点：阻带衰减太谩。,幅频特性及幅频特性曲线,0,1+,R,f,/,R,1,0.707(1+R,f,/R,1,),L,|,A,|,2.,二阶有源高通滤波器,由此绘出频率响应特性曲线,（2）通带增益,（1）幅频特性：,其中：,可由低通和,高通串联得到,低通截止频率,高通截止频率,必须满足,三.有源带通滤波器,可由低通和高通并联得到,必须满足,四.有源带阻滤波器,本章小结,1集成运放可以构成加法、减法、积分、微分、对数和反对数等多种运算电路。在这些电路中，均存在深度负反馈。因此，运放工作在线性放大状态。这时可以使用理想运放模型对电路进行分析，“虚短”和“虚断”的概念是电路分析的有力工具。,2集成模拟乘法器是一种重要的模拟集成电路，在信号处理和频率变换方面得到了广泛的应用。集成模拟乘法器内部电路较为复杂，对生产工艺的要求也较高。熟练掌握这种器件在各种运算电路中的使用方法，是要求的重点。,3有源滤波器是一种重要的信号处理电路，它可以突出有用频段的信号，衰减无用频段的信号，抑制干扰和噪声信号，达到选频和提高信噪比的目的。实际使用时，应根据具体情况选择低通、高通、带通或带阻滤波器，并确定滤波器的具体形式。,
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