《模擬電子教學(xué)資料》第6章 信號(hào)處理電路ppt課件

1、n集成運(yùn)放在信號(hào)處置方面集成運(yùn)放在信號(hào)處置方面的運(yùn)用的運(yùn)用n模擬乘法器及其運(yùn)用模擬乘法器及其運(yùn)用第六章 信號(hào)處置電路濾波器的用途 濾波器主要用來(lái)濾除信號(hào)中無(wú)用的頻率成分，例如，有一個(gè)較低頻率的信號(hào)，其中包含一些較高頻率成分的干擾。濾波過(guò)程如下圖。6.1集成運(yùn)放在信號(hào)處置方面的運(yùn)用一. 無(wú)源濾波電路和有源濾波電路無(wú)源濾波電路無(wú)源濾波電路: 由無(wú)源元件由無(wú)源元件 ( R , C , L ) 組成組成有源濾波電路有源濾波電路: 用任務(wù)在線性區(qū)的集成運(yùn)放用任務(wù)在線性區(qū)的集成運(yùn)放 和和RC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 組成，組成，實(shí)踐上是一種具有特定頻率呼應(yīng)的放大器。實(shí)踐上是一種具有特定頻率呼應(yīng)的放大器。有源濾波電路的優(yōu)點(diǎn)

2、, 缺陷CRLCRLRLViViVoVo濾波電路根底知識(shí)濾波電路根底知識(shí)濾波電路根底知識(shí)1. 按所處置的信號(hào)可分為 模擬 的和 數(shù)字 的兩種2. 按所采用的元器件可分為有源和無(wú)源3. 按經(jīng)過(guò)信號(hào)的頻段可分為以下五種:a. 低通濾波器( LPF )二二. 濾波電路的分類(lèi)和主要參數(shù)濾波電路的分類(lèi)和主要參數(shù)Avp: 通帶電壓放大倍數(shù)通帶電壓放大倍數(shù)fp: 通帶截止頻率通帶截止頻率過(guò)渡帶過(guò)渡帶: 越窄闡明選頻性能越越窄闡明選頻性能越好好,理想濾波器沒(méi)有過(guò)渡帶理想濾波器沒(méi)有過(guò)渡帶1通帶增益Avp 通帶增益是指濾波器在通頻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù)，如下圖。性能良好的LPF通帶內(nèi)的幅頻特性曲線是平坦的，阻帶內(nèi)的電

3、壓放大倍數(shù)根本為零。 2通帶截止頻率fp 其定義與放大電路的上、下限截止頻率一樣。通帶與阻帶之間稱(chēng)為過(guò)渡帶，過(guò)渡帶越窄，闡明濾波器的選擇性越好。 濾波電路根底知識(shí)b. 高通濾波器( HPF )c. 帶通濾波器( BPF )濾波電路根底知識(shí)d. 帶阻濾波器( BEF )e. 全通濾波器( APF ) 4. 按頻率特性在截止頻率fp附近外形的不同可分為 Butterworth , Chebyshev 和 Bessel等濾波電路根底知識(shí)理想有源濾波理想有源濾波器的頻響：器的頻響：濾波器的用途 濾波器主要用來(lái)濾除信號(hào)中無(wú)用的頻率成分，例如，有一個(gè)較低頻率的信號(hào)，其中包含一些較高頻率成分的干擾。濾波過(guò)程

4、如下圖。6.1.1.1 一階RC有源濾波器 一階一階RCRC有源濾波器的等效電路有源濾波器的等效電路 低通濾波器低通濾波器 高通濾波器高通濾波器 一階一階RCRC有源帶通濾波器有源帶通濾波器組成：簡(jiǎn)單組成：簡(jiǎn)單RC濾波器、同相放大器濾波器、同相放大器特點(diǎn)：特點(diǎn)：Avp 0，帶負(fù)載才干強(qiáng)，帶負(fù)載才干強(qiáng)缺陷：阻帶衰減太慢，選擇性較差缺陷：阻帶衰減太慢，選擇性較差一一. 電路構(gòu)成電路構(gòu)成RC環(huán)節(jié)有源濾波電路的分析方法有源濾波電路的分析方法: 1.電路圖電路圖 電路的傳送函數(shù)電路的傳送函數(shù)Av(s) 頻率特性頻率特性Av(j ) 2. 根據(jù)定義求出主要參數(shù)根據(jù)定義求出主要參數(shù)3. 畫(huà)出電路的幅頻特性畫(huà)

5、出電路的幅頻特性二二. 性能分析性能分析0+1=ffvpvjAA一階低通濾波電路 ( LPF ) 通帶截止頻率 通帶電壓放大倍數(shù)1+1=RRAfvp 傳送函數(shù))(+11=)()(=)(+sVsCRsVsVAsVIvpovpiovAsCRsVsVsA+11=)()(=)(RCffjj122s00令換為將RC=ffAAf=fpvpv212=00所以時(shí)當(dāng)一階LPF的幅頻特性:0+1=ffvpvjAA過(guò)渡帶緩慢,選頻性能差vpvAAlg20M8.7.2.2 簡(jiǎn)單二階 LPF1. 傳送函數(shù)傳送函數(shù):一一. 電路構(gòu)成電路構(gòu)成組成: 二階RC網(wǎng)絡(luò) 同相放大器二二. 主要性能主要性能2)(+3+1=)()(=

6、)(sCRsCRAsVsVsAvpiovRRAvfp1通帶增益：簡(jiǎn)單二階 LPF2.通帶截止頻率通帶截止頻率:3.幅頻特性幅頻特性:RCffjj122s00令換為將8.7.2.3 二階壓控電壓源 LPF二階壓控電壓源普通方式二階壓控電壓源LPF二階壓控電壓源 LPFAvp同前分析：sCRsVsVsVAsVv+11)(=)()(=)(N)+()+(po 上式闡明，該濾波器的通帶增益應(yīng)小于3，才干保證電路穩(wěn)定任務(wù)。 2ppio)3(1sCRsCRAAsVsVsAvvv聯(lián)立求解以上三式，可得聯(lián)立求解以上三式，可得LPFLPF的傳送函數(shù)：的傳送函數(shù)：0)()()()()()(+)NoNNiRsVsVs

7、CsVsVRsVsV對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn) N , N , 可以列出以下方程：可以列出以下方程：二階壓控電壓源 LPF二階壓控電壓源LPF的幅頻特性00)-3(+)(-1=2ffvpffvpvAjAAvpvpvpffvAQAjAA-31)-3(0本節(jié)要求n濾波器分類(lèi)n定性分析濾波器n濾波器分析普通步驟6.2 模擬乘法器及其運(yùn)用1. 乘法電路乘法電路vO2-+ARRvO3RvO1RvXvY對(duì)數(shù)電路1對(duì)數(shù)電路2指數(shù)電路vO22lgRYVvK11lgRXVvK331410OuKK 乘法器符號(hào)NoImageKvXvY同相乘法器vXvYvONoImage-KvXvY反相乘法器vXvYvO6.2.3集成模擬乘法器運(yùn)

8、用舉例21RRii 2211RvvKRvOXXOXOvvKv22222RviOR111RviXR2112XXOvvRKRvvX1-+ARvOiR2R1iR1idR2vO2vX2KvXvY留意：只需在留意：只需在vX20時(shí)電路才是負(fù)反響時(shí)電路才是負(fù)反響負(fù)反響時(shí)，根據(jù)虛短、虛斷概念：負(fù)反響時(shí)，根據(jù)虛短、虛斷概念：1.除法運(yùn)算電路除法運(yùn)算電路2. 開(kāi)方運(yùn)算電路22OOvKv2112RvKRvOX112XOvRKRv輸入電壓必需小于輸入電壓必需小于0，否那，否那么電路將變?yōu)檎错?。么電路將變?yōu)檎错憽X1-+ARvOiR2R1iR1idR2vO2KvXvY2. 開(kāi)方運(yùn)算電路開(kāi)方運(yùn)算電路乘法器運(yùn)用3. 平方運(yùn)算和正弦波倍頻平方運(yùn)算和正弦波倍頻NoImagevXvOKvXvY=KvX2假設(shè)輸入信號(hào)是正弦波：假設(shè)輸入信號(hào)是正弦波：tVvI