有源滤波电路.ppt

概述 6.1 基本运算电路 6.2 实际运放电路的误差分析 集成运放的性能参数 6.3 有源滤波电路 精密转折点电路 具有折线转折传输特性的电路叫做转折点电路 非线性函数电路举例： 电流传输器 1968 年提出的通用器件，在不断的发展中 有两个输入端（x和y)，一个输出端(z)。 输入端y的输入阻抗无穷大，输入的x端口电压跟随y端口的变化，与流进端口的电流的大小无关，x端口呈现0输入阻抗。流进端口x的电流传输到z端口，与输出端口的电压无关。 特点： 应用： 1、互导放大器： 2、电流放大器 3、互阻放大器 4、负阻变换器 电阻的值是一个正值，前面有一个符号，可见在输入端的视在电阻为一个负值。实现了一个负电阻。 2、共模抑制比KCMR为有限值的情况 3、输入失调电压VIO、输入失调电流IIO 不为零时的情况 1、集成运算放大器的性能参数 差模特性 共模特性 输入直流误差特性 大信号动态特性 电源特性 噪声特性 在输入差模信号作用下的特性。 差模电压增益（80－140db） 差模输入电阻（106以上） 差模输出电阻（200欧） 差模输入电压的最大值VIDM 在输入共模信号作用下的特性。 共模抑制比（80－120db) 共模输入电阻（108） 共模输入电压的最大值VICM 集成运放的失调特性 输入失调电压以及温漂（mV,最小到uV)(10-20uV/°C) 输入偏置电流和输入失调电流（10－100uA)(1-10uA) 大信号作用下呈现的特性 摆率（SR）输出电压随时间的最大变换率 全功率增益带宽（输出最大电压时对应的最高频率) 电源的静态功率，电源电压的变换范围，电源电压抑制比（输入失调电压随电源电压的变换率） 等效输入噪声电压的均方根值和等效的输入噪声电流的均方根值 一. 共模抑制比KCMR为有限值的情况 同相比例运算电路 闭环电压增益 理想情况 越大，误差越小。 二、 VIO、IIO不为零时的情况 输入为零时的等效电路 VN Vo R2 R1//Rf (IIB-IIO/2)R2 VP VIO (IIB-IIO/2)(R2//Rf) 解得误差电压 当 时，可以 消除偏置电流 引起的 误差，此时 当电路为积分运算时， 即 换成电容C，则 时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。 引起的误差仍存在 二、 VIO、IIO不为零时的情况 减小误差的方法 输入端加补偿电路 利用运放自带的调 零电路 二、 VIO、IIO不为零时的情况 一、基本概念及初步定义 二、一阶有源滤波电路 高通滤波 低通滤波 基本概念 分类 三、 二阶有源滤波电路 高通滤波 低通滤波 带通滤波 带阻滤波 带阻滤波 带通滤波 一、基本概念及初步定义 1. 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 用频率信号得电子装置。 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。 滤波电路 滤波电路传递函数定义 时，有 其中 —— 模，幅频响应 —— 相位角，相频响应 时延响应为 2. 分类——按幅频特性分 低通（LPF）用于工作信号为低频（或直流），并且需要削弱高次谐波或频率较高的干扰和噪声等场合——整流后滤波。 高通（HPF）用于信号处于高频，并且需要削弱低频的场合——阻容放大器的耦合。 带通（BPF）用于突出有用频段的信号，削弱其它频段的信号或干扰和噪声——载波通信。 带阻（BEF）用于抑制干扰。 全通（APF） 一、基本概念及初步定义 通 阻 通 Au ω 阻 通 Au ω 通 阻 Au ω 阻 阻 通 Au ω 3、无源滤波电路和有源滤波电路 无源滤波电路：由无源元件R、L、C组成的滤波电路。 有源滤波电路：由晶体管和R、C网络组成的滤波电路。 一、基本概念及初步定义 R ui RL C uo ui RL C L uo 4、由集成运放（工作在线性区）和RC网络组成的有源滤波电路的优点： （1）体积小，重量轻，不需要加磁屏蔽。 （2）电路中的集成运放可以加串联负反馈，使ri高，ro低。 （3）除起有源滤波作用外，还可以放大，而且放大倍数容易调节。 1、一阶RC有源滤波电路 二、低通滤波器 R ui C uo 最简单的滤波电路 缺点：带负载的能力差，例如 R=27k，RL=3k，对于直流而言，uo只有ui的使分之一，而当RL断开时，uo=ui， 其中 当 为了提高带负载的能力，可以减小R，提高C，但这不现实，此时可以加电压跟随器，以提高带负载的能力。 传递函数 其中 特征角频率 故，幅频相应为 1、一阶RC有源滤波电路 二、低通滤波器 * 第6章 信号的运算与处理电路