第7章信号的运算和处理.ppt

第七章 信号的运算和处理 7.1 概述 7.2 基本运算电路 7.3 模拟乘法器及其在电路中的应用 7.4 有源滤波 7.5 电子信息系统与处理中所用放大电路 一、概述 3. 无源滤波电路和有源滤波电路 有源滤波电路 二、低通滤波器1. 同相输入 1. 同相输入（1）一阶电路：幅频特性 （2）简单二阶LPF 第7章小结 【 】 内容回顾 三、运算电路分析步骤 总结 对于单一信号的运算电路，在分析运算关系时，应首先列出关键节点的电流方程。 所谓关键节点是指那些与输入电压和输出电压产生 关系的节点，如N和P点。 根据“虚短”和“虚断”的原则，进行整理。即可得出 输出电压和输入电压的运算关系。 【 】 内容回顾 一、求和运算电路 二、加减运算电路 由前面电路分析可知：输出电压与同相输入信号电压极性相同，与反相输入信号电压极性相反，则如果多个信号同时输入两个输入端，即可实现加减运算。 优先考虑使用叠加原理 (1) uI1uI2 作用； uI3uI4 不作用 电路简化为反相求和电路： (2) uI3uI4 作用； uI1uI2 不作用 电路简化为同相求和电路： 1. 运算关系 二、加减运算电路 注意条件： 2. 差分比例运算电路 直接利用公式：由 高输入电阻的差分比例运算电路 第一级运算电路为同相比例运算电路： 第二级运算电路可考虑使用叠加原理： Uo1单独作用： (反相比例) Ui2单独作用： （同相比例） 两部分电压叠加： 例 设计一个运算电路，要求输出电压和输入电压的运算关系式为： 解: (1) 根据运算关系划出所要设计电路的电路形式图 取Rf=100kΩ 3.电路设计 uI1应作用于同相输入端，uI2和 uI3 应作用于反相输入端。 (2) 选定Rf (3) 设: RN=RP ，据运算关系求出各信号源所连接的电阻值 通常在几十k到几百k只见选择，例如： 说明：R4的有无以及它的位置由RN和RP的大小关系决定。 (4) 据 RN=RP ，求得平衡电阻值 若R3//R2//Rf=R1//R4,则： 二、加减运算电路 2. 差分比例运算电路 直接利用公式：由 在实用电路中，为了防止低频信号增益过大，常在电容上并联一个电阻加以限制。 7.1.4 积分运算电路 求解t1到t2时间段的积分 ！ uI为常量时 直线方程 一、运算关系 三、积分电路在不同输入信号时的输出波形 输入常量， 输出斜线。 输入方波， 输出三角波。 输入正弦波， 输出余弦波。  例：在图（a）所示电路中，已知输入电压uI的波形如图（b）所示，当t＝0时uO＝0。试画出输出电压uO的波形。 解： 输入为方波(周期函数)，输出为三角波(周期函数)，因此只须计算出一个周期的输出波形。 (分时间段计算) 每一时间段，uI为常量 t＝0,uO＝0，t＝5ms时 当t＝15mS时 uO＝[－100×(－5)×10×10－3＋（－2.5）]V＝2.5V。 当t＝25mS时 uO＝(－100×5×10×10－3＋2.5）V＝-2.5V。 uO＝(－100×5×5×10－3 )V ＝－2.5V。 二、微分运算电路 1. 基本微分运算电路 7.1填空 （1） 运算电路可实现Au＞1的放大器。 （2） 运算电路可实现Au＜0的放大器。 （3） 运算电路可将三角波电压转换成方波电压。 （4） 运算电路可实现函数 Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。 （5） 运算电路可实现函数 Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均小于零。 习 题 同相比例 反相比例 微分 同相求和 反相求和 7.6 试求图P7.6所示各电路输出电压与输入电压的运算关系式。 7.10 分别求解图P7.10所示各电路的运算关系。 7 . 2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 1. 模拟乘法器简介 1) 变跨导型模拟乘法器的基本原理 实际电路需在多方面改进，如线性度、温度的影响、输入电压的极性等方面。 理想情况下，ri1、 ri2、fH为无穷大， 失调电压、电流及其温漂为0，ro为0， ux 、uy 幅值变化时 k 值不变。 有单象限、两象限和四象限之分。 2)模拟乘法器的符号及等效电路 2. 在运算电路中的