1、第八章第八章 信号的运算与处理电路信号的运算与处理电路8.1 8.1 基本运算电路基本运算电路8.2 8.2 实际运放电路的误差分析实际运放电路的误差分析8.3 8.3 对数和反对数运算电路对数和反对数运算电路8.5 8.5 有源滤波电路有源滤波电路8.1 基本运算电路基本运算电路 比例运算电路比例运算电路 积分电路积分电路 微分电路微分电路 减法电路减法电路 加法电路加法电路1.比例运算电路比例运算电路（1 1）反相输入）反相输入输入信号从反向端输入输入信号从反向端输入电压并联负反馈电压并联负反馈i1if称为平衡电阻称为平衡电阻根据根据“虚短虚短”和和“虚断虚断”有：有：得到：得到：电压串联
2、负反馈电压串联负反馈（2 2）同相输入）同相输入输入信号从同相端输入输入信号从同相端输入利用虚短和虚断得利用虚短和虚断得电压跟随器电压跟随器得到：得到：此时电路称为电压跟随器此时电路称为电压跟随器2.加法运算电路加法运算电路 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N点点的的KCL得：得：若若则有则有输出再接一级反相电路输出再接一级反相电路可得可得 从从结结构构上上看看，它它是是反反相相输输入入和和同同相相输输入入相相结结合合的的放放大大电路。电路。当当则则若继续有若继续有则则 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N、P点点的的KCL得：得：（2）利用差分式电路以实现减法运算）利用差分式电路以实现减法运算Vs
3、1Vs2R1R2R3RfV0+3.减法电路减法电路第一级反相比例第一级反相比例第二级反相加法第二级反相加法（1）利用反相信号求和以实现减法运算）利用反相信号求和以实现减法运算即即当当 时时得得+Vs2 Vs1R1R2Rf1V01R2Rf2V04.积分电路积分电路根据根据“虚短虚短”、“虚断虚断”，得，得因此因此电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为设电容器设电容器C的初始电压为零，则的初始电压为零，则R+i1i2VsV0 当当vS为阶跃电压时，有为阶跃电压时，有vO与与 t 成线性关系成线性关系tVsVs-V0VomVs-t5.微分电路微分电路+i1i2VsV0当Vs为阶跃函数时
4、 Vo如下VsVs0输入Vo输出 t（输出与输入反向，并为微分关系）8.2 实际运放电路的误差分析实际运放电路的误差分析AVO、KCMR为有限值的情况为有限值的情况同相比例运算电路同相比例运算电路闭环电压增益闭环电压增益理想情况理想情况越小，误差越大。越小，误差越大。8.3 对数和反对数运算电路对数和反对数运算电路 对数运算电路对数运算电路 反对数运算电路反对数运算电路1.对数运算电路对数运算电路利用利用PN节的指数特性实现对数运算节的指数特性实现对数运算其中，其中，IES 是发射结反向饱和电流，是发射结反向饱和电流，vO是是vS的对数运算。的对数运算。vS必须大于零，电路的输出电压小于必须大
5、于零，电路的输出电压小于0.7伏。伏。BJT的发射结有的发射结有当当 时，时，利用虚短和虚断，电路有利用虚短和虚断，电路有8.5 有源滤波电路有源滤波电路 8.5.1 基本概念及初步定义基本概念及初步定义 8.5.2 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路 高通滤波高通滤波 低通滤波低通滤波 基本概念基本概念 分类分类*8.5.3 二阶有源滤波电路二阶有源滤波电路 带阻滤波带阻滤波 带通滤波带通滤波vO是是vS的反对数运算（指数运算）的反对数运算（指数运算）2.反对数运算电路反对数运算电路利用虚短和虚断，电路有利用虚短和虚断，电路有要求要求以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路以上两个电路
6、温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路8.5.1 基本概念及初步定义基本概念及初步定义1.基本概念基本概念滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。用频率信号的电子装置。有源滤波器：不仅由无源器件，还有有源器件构成的滤波器。有源滤波器：不仅由无源器件，还有有源器件构成的滤波器。滤波电路滤波电路滤波电路传递函数定义滤波电路传递函数定义时，有时，有其中其中 模，幅频响应模，幅频响应 相位角，相频响应相位角，相频响应时延响应为时延响应为2。分类分类通带阻带通带阻带通带通带阻带阻带通带阻带通带低通滤波器低通滤波器（LP
7、F）高通滤波器（高通滤波器（HPF）带通滤波器（带通滤波器（BPF）带阻滤波器（带阻滤波器（BEF）全通滤波器（全通滤波器（APF）8.5.2 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路1.1.低通滤波电路低通滤波电路传递函数传递函数其中其中特征角频率特征角频率故，幅频相应为故，幅频相应为通带阻带过渡带实际低通滤波器2.2.高通滤波电路高通滤波电路带带通通滤滤波波电电路路可可由由低低通通和和高高通通串串联联得到得到3.3.带通滤波电路带通滤波电路必须满足必须满足低通特征角频率低通特征角频率高通特征角频率高通特征角频率4.4.带阻滤波电路带阻滤波电路带带阻阻滤滤波波电电路路可可由由低低通和高通通和高通并联并联得到，得到，必须满足必须满足 一一阶阶有有源源滤滤波波电电路路通通带带外外衰衰减减速速率率慢慢（-20dB/十十倍倍频频程程），与与理理想想情情况况相相差差较较远远。一一般般用用在在对对滤滤波波要求不高的场合。要求不高的场合。作业：作业：8.1.18.1.1 8.1.2 8.1.2 8.1.38.1.38.1.68.1.6 8.1.118.1.11
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