第09章 信號的處理與變換

1、電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器濾波器分類濾波器分類圖圖9.2.1電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器一階低通濾波器一階低通濾波器圖圖9.2.3圖圖9.2.4電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器二階低通濾波器二階低通濾波器圖圖9.2.5圖圖9.2.6電子學(xué)教研室

2、電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器二階壓控型低通濾波器二階壓控型低通濾波器圖圖9.2.7圖圖9.2.8電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器高通濾波器高通濾波器圖圖9.2.9電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器帶通濾波器帶通濾波器圖圖9.2.11電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器狀態(tài)變量型

3、有源濾波器狀態(tài)變量型有源濾波器電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器狀態(tài)變量型有源濾波器狀態(tài)變量型有源濾波器低通高通帶通帶阻)(o2sU)(o3sU)(o4sU5R)(o1sU6R圖圖9.2.19電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器三種典型的濾波特性三種典型的濾波特性圖圖9.2.20表表9.2.1電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器三種典型的濾波特性三種典型的

4、濾波特性電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器三種典型的濾波特性三種典型的濾波特性圖圖9.2.22a.貝塞爾貝塞爾b.巴特沃斯巴特沃斯c.切比雪夫切比雪夫電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u有源濾波器有源濾波器集成有源濾波器集成有源濾波器圖圖9.2.24電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u開關(guān)電容濾波器開關(guān)電容濾波器MOS電容電容CSiO2+U多晶硅耗盡層金屬圖圖9.3.1電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室

5、集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u開關(guān)電容濾波器開關(guān)電容濾波器開關(guān)電容模擬電阻開關(guān)電容模擬電阻C2SWSW121)(2tu)(1tuc)2(Tnc) 1(TncnTc) 1(Tnttc)25(Tnc)23(Tnc)21(Tnc)21(Tn21圖圖9.3.2圖圖9.3.3電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u開關(guān)電容濾波器開關(guān)電容濾波器一階低通環(huán)節(jié)一階低通環(huán)節(jié)2SWSW121)(otu)(itu2C1C圖圖9.3.4電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理

6、與變換u開關(guān)電容濾波器開關(guān)電容濾波器集成開關(guān)電容濾波器集成開關(guān)電容濾波器圖圖9.3.8電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u模擬乘法器模擬乘法器符號符號圖圖9.4.1電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u模擬乘法器模擬乘法器變跨導(dǎo)型模擬乘法器原理圖變跨導(dǎo)型模擬乘法器原理圖圖圖9.4.3電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u模擬乘法器模擬乘法器對數(shù)反對數(shù)型模擬乘法器原理框圖對數(shù)反對數(shù)型模擬乘法器原理框圖圖圖9.4.4電子學(xué)教

7、研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u模擬乘法器模擬乘法器集成模擬乘法器集成模擬乘法器 參數(shù)型號滿量程精度(%)溫度系數(shù)(%/oC)滿量程非線性X: %滿量程非線性Y:%小信號帶寬(MHz)電源電壓(V)工作溫度范圍 (oC)F1495 15950.750.510.52133-15,32-15,32070-55125AD532J K S2110.040.030.040.80.50.50.30.20.21111018070070-55125AD539J KS211303030416.5070070-55125AD633J A210.4181807

8、0-4085表表9.4.1電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u模擬乘法器模擬乘法器除法運(yùn)算除法運(yùn)算yXAXu1R2R1i2iuoxyKyxo1u0yu圖圖9.4.5電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u模擬乘法器模擬乘法器開平方運(yùn)算開平方運(yùn)算xyKAxu1R2RuoyxZu圖圖9.4.6電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)調(diào)幅波的時(shí)域頻域波形調(diào)幅波的時(shí)域頻域波形圖圖9.5.1電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集

9、成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換圖圖9.5.2u調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)調(diào)幅波的上邊帶和下邊帶調(diào)幅波的上邊帶和下邊帶電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換圖圖9.5.3u調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)模擬乘法器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅模擬乘法器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換圖圖9.5.4u調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)峰值檢波電路峰值檢波電路電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換圖圖9.5.5u調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)同步檢波器同步檢波器

10、電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u鎖相環(huán)鎖相環(huán)原理框圖原理框圖iimii( )cosu tUtoomoo( )cosu tUtcmFimomioiodio1( )cos()cos()2u tK K U UtKto0oc)( )tK u t（圖圖9.6.1Dmiomimomioio1( )( )( )cos()2utK u t u tK U Utioiocos()t電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u鎖相環(huán)鎖相環(huán)工作原理工作原理cdioio( )cos()u tKtiioio

11、iconstant)()co0otuKt（io)(ctuoioioiconstant頻率牽引鎖定鎖定捕捉過程oi頻率牽引)(ctu環(huán)路跟蹤重新鎖定重新鎖定電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換u鎖相環(huán)鎖相環(huán)頻率合成頻率合成圖圖9.6.7電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-1】在下列各種情況下，應(yīng)分別采用哪種類型在下列各種情況下，應(yīng)分別采用哪種類型（低通、高通、帶通、帶阻）的濾波電路？（低通、高通、帶通、帶阻）的濾波電路？1抑制抑制50 HZ交流電源的干擾；交流電源的干擾；2

12、處理具有處理具有1 kHZ固定頻率的有用信號；固定頻率的有用信號；3從輸入信號中取出低于從輸入信號中取出低于2 kHZ的信號；的信號；4抑制頻率為抑制頻率為100 kHZ以上的高頻干擾。以上的高頻干擾。電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-2】試說明圖試說明圖14-1所示各電路屬于哪種類型的濾所示各電路屬于哪種類型的濾波電路，是幾階濾波電路。波電路，是幾階濾波電路。 ARfR1RC( )a( )bA1R1C1R2C2A2電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-3】分別導(dǎo)

13、出圖分別導(dǎo)出圖14-2所示各電路的傳遞函數(shù)，并所示各電路的傳遞函數(shù)，并說明它們屬于哪種類型的濾波電路。說明它們屬于哪種類型的濾波電路。 ( )aAR2R1C1R3( )bAR2R1CR3電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-4】簡述開關(guān)電容濾波電路的特點(diǎn)。簡述開關(guān)電容濾波電路的特點(diǎn)。 電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-5】什么是調(diào)制？什么是調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相？什什么是調(diào)制？什么是調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相？什么是解調(diào)？么是解調(diào)？ 電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子

14、技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-6】如圖如圖14-3所示，是什么調(diào)制波形？在圖中標(biāo)所示，是什么調(diào)制波形？在圖中標(biāo)出調(diào)制信號和載波信號。出調(diào)制信號和載波信號。 電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-7】如圖如圖14-4所示，如果所示，如果F1和和F2分別表示調(diào)制信分別表示調(diào)制信號頻率的上下限，號頻率的上下限，fc為載波信號頻率，試寫出上下邊為載波信號頻率，試寫出上下邊帶范圍。帶范圍。 電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【 1 4 - 8 】 一 個(gè)

15、調(diào) 幅 電 路 ， 調(diào) 制 信 號 的 頻 率 為一 個(gè) 調(diào) 幅 電 路 ， 調(diào) 制 信 號 的 頻 率 為10kHZ20kHZ，載波信號頻率為，載波信號頻率為100kHZ，試畫出該，試畫出該調(diào)幅波的頻譜圖。調(diào)幅波的頻譜圖。 電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-9】圖圖14-5(a)和和(b)均為調(diào)幅波電路原理圖，問同均為調(diào)幅波電路原理圖，問同步檢波器和峰值檢波器分別可以對哪一種調(diào)幅波電路步檢波器和峰值檢波器分別可以對哪一種調(diào)幅波電路進(jìn)行解調(diào)，為什么？進(jìn)行解調(diào)，為什么？ 電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章

16、章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-10】畫出同步檢波器方框圖和峰值檢波器電路畫出同步檢波器方框圖和峰值檢波器電路圖。圖。 【14-12】有一個(gè)頻率合成電路如圖有一個(gè)頻率合成電路如圖14-6所示。已知，所示。已知，fR=1000Hz分頻系數(shù)分頻系數(shù)M=10、N=5，寫出信號的頻率？，寫出信號的頻率？ PLL分頻器 N分頻器 M電子學(xué)教研室電子學(xué)教研室 集成電子技術(shù)集成電子技術(shù)第第9章章 信號的處理與變換信號的處理與變換【14-13】模擬乘法器和運(yùn)算放大器均為理想器件。模擬乘法器和運(yùn)算放大器均為理想器件。1為對運(yùn)算放大器為對運(yùn)算放大器A形成負(fù)反饋，應(yīng)對形成負(fù)反饋，應(yīng)對ui2的極性有何限制？的極性有何限制？2推導(dǎo)推導(dǎo)uo與與ui1、ui2之間的關(guān)系式，指出該電路具有何種運(yùn)算之間的關(guān)系式，指出