信號運算和濾波

1、第八章 信號的運算8.1 集成運放組成的運算電路（對數(shù)、指數(shù)）8.2 模擬乘法器及其在運算電路中的應(yīng)用8.3 有源濾波電路18.1 集成運放組成的運算電路一、對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路二、實現(xiàn)逆運算的方法2問題：對輸入電壓的極性和幅值有何要求？一、對數(shù)運算電路和指數(shù)運算電路1. 電路組成利用PN結(jié)端電壓與電流的關(guān)系并近似處理實際極性ICM、集成運放功耗限制其值3集成對數(shù)運算電路4對輸入電壓的極性和幅值有何要求？2. 指數(shù)運算電路3. 乘法、除法運算電路5二、實現(xiàn)逆運算的方法1. 電路結(jié)構(gòu)為什么不標(biāo)定、？ 整個運算電路必須為負(fù)反饋！2. 例：利用積分運算實現(xiàn)微分運算A1的輸入端極性？68.2 模

2、擬乘法器及其在 運算電路中的應(yīng)用（自學(xué)）二、集成模擬乘法器在運算電路中的應(yīng)用一、模擬乘法器簡介7一、模擬乘法器簡介1. 變跨導(dǎo)型模擬乘法器的基本原理 實際電路需在多方面改進(jìn)，如線性度、溫度的影響、輸入電壓的極性等方面。8 理想情況下，ri1、 ri2、fH為無窮大， 失調(diào)電壓、電流及其溫漂為0，ro為0， ux 、uy 幅值和頻率變化時 k 值不變。 有單象限、兩象限和四象限之分。2. 模擬乘法器的符號及等效電路9二、在運算電路中的基本應(yīng)用2.乘方運算1. 乘法運算 實際的模擬乘法器k常為+0.1V-1或0.1V-1。 若k= +0.1V-1，uI1= uI2=10V，則 uO=10V。實現(xiàn)了

3、對正弦波電壓的二倍頻變換10 為使電路引入的是負(fù)反饋，k和uI2的極性應(yīng)如何？3. 除法運算運算電路中集成運放必須引入負(fù)反饋！ 若集成運放的同相輸入端與反相輸入端互換，則k和uI2的極性應(yīng)如何？條件：同極性11為實現(xiàn)上式，電路中uI、 uO、k的極性是什么？為什么？4. 開方運算 若集成運放的負(fù)反饋通路中為某種運算電路，則整個電路實現(xiàn)其逆運算！如何實現(xiàn)開三次方運算電路？若要uO0，則有何變化？若要求uI、 uO均大于0，則有何變化？實際電流方向128.3 有源濾波電路一、概述二、低通濾波器三、高通、帶通、帶阻濾波器四、狀態(tài)變量型濾波器131. 濾波電路的功能 使指定頻段范圍的信號順利通過，其它

4、頻率的信號被衰減。2. 濾波電路的種類一、概述14高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF）理想濾波器的幅頻特性低通濾波器（LPF）15實際濾波器的幅頻特性16空載時帶負(fù)載時3. 無源濾波電路和有源濾波電路 負(fù)載變化，通帶放大倍數(shù)和截止頻率均變化。 用電壓跟隨器隔離濾波電路與負(fù)載電阻17（1）無源濾波電路的濾波參數(shù)隨負(fù)載變化；有源濾波電路的濾波參數(shù)不隨負(fù)載變化，且具有放大作用。（2）無源濾波電路可用于高電壓大電流，如直流電源中的濾波電路；有源濾波電路是信號處理電路，一般用于小電壓小電流。（3）有源濾波電路中的集成運放的頻率帶寬有限，故工作頻率不能太高。有源濾波電路與無源濾波電

5、路的比較4. 模擬濾波電路與數(shù)字濾波電路18二、低通濾波器頻率趨于0時的放大倍數(shù)為通帶放大倍數(shù)決定于RC環(huán)節(jié)表明進(jìn)入高頻段的下降速率為20dB/十倍頻1.一階電路191.一階電路：幅頻特性 為了使過渡帶變窄，需采用多階濾波器，即增加RC環(huán)節(jié)。202、二階 LPF引入正反饋C1=C22122一階、二階的比較23OOO三、高通、帶通、帶阻有源濾波器 與LPF有對偶性，將LPF的電阻和電容互換，就可得一階HPF、簡單二階HPF、壓控電壓源二階HPF電路。2. 帶通濾波器（BPF）3. 帶阻濾波器（BEF）fHfLfHfL1. 高通濾波器（HPF）24雙T網(wǎng)絡(luò)實用的帶阻有源濾波器：25A1、A2各組成什么電路？電路為LPF問題：圖示電路是哪種有源濾波器？26四、狀態(tài)變量型濾波器將比例、積分、求和等基本運算電路組合成自由設(shè)置傳遞函數(shù)、實現(xiàn)各種濾波功能的電路，稱為狀態(tài)變量型濾波器。通帶放大倍數(shù)決定于電阻組成的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。利用“逆運算”方法可構(gòu)成狀態(tài)變量型濾波器:如：