第五章信号的运算与处理.pptVIP

信号的运算与处理 信号的运算与处理 第五章 信号的运算、测量与处理电路 基本运算电路 对数与指数与乘法运算电路 信号测量放大电路 信号变换电路 有源滤波器 5.1 基本运算电路 比例运算 求和运算 微分和积分运算 5.1.1 比例运算电路 5.1.2 求和运算电路 例1 5.1.3 微分和积分运算 例2 5.2对数、指数与乘法运算电路 5.2.2 指数运算电路 5.2.3 模拟乘法器 模拟乘法器的基本概念 模拟乘法器的基本电路 模拟乘法器在运算电路中的应用 一、 模拟乘法器的基本概念 三、 乘法器在运算电路中的应用 例3 小结： 5.4 信号变换电路 电压-电流变换器 电流-电压变换器 5.4.1 电压-电流变换器 5.4.2 电流-电压变换器 5.5 有源滤波器 有源滤波器的基本概念与分类 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 5.5.1 有源滤波器的基本概念与分类 5.5.2 低通滤波器 5.5.3 高通滤波器 5.5.4 带通滤波器 例4 本章内容的重点 2、除法运算 由反相输入端得 由乘法器 u2= Kuoui2 为保证引入负反馈，若乘法器为同相型，则ui2≥0。ui1可正可负，故此电路为二象限的除法器。 3、开方运算 由反相输入端得 由乘法器 为使上式有意义，若乘法器是同相型，则ui≤0 ； 若乘法器是反相型，则ui≥0。 为使反馈网络构成负反馈，则乘法器须为反相型。 乘法器是反相型，ui≥0。 求图示电路输出电压与输入电压的关系。 设M1、M2的标度系数K=0.1（1/V），M3的标度系数K= ?0.1（1/V） 解： M1的输出为： M2的输出为： M3的输出为： 运放反相输入端： ？ 在由集成运放和模拟乘法器组成的运算电路中， 1、运放外部引入的应是负反馈。 2、当模拟乘法器在运放外部的反馈网络时，要注意K值的正、负对反馈极性的影响。 3、模拟乘法器的传递函数为： 5.3 信号测量放大电路 5.3.1 测量放大电路 um= uid+ uic un= uic 令 R6= R4， R6+ R5= R4 + R3 5.3.2 隔离放大电路 uce1= uce1 uce2= ui uo= uce1 uo= ui 电压-电流和电流-电压变换器广泛应用于放大电路和传感器的连接处，是很有用的电子电路。 输出电流与输入电压成比例。 1、负载不接地 或 2、负载接地 R1和R2构成电流并联负反馈； R3 、R4和RL构成电压串联正反馈。由图可得： 讨论： 当分母为零时， io?∞， 电路自激。 2. 当R2 /R1 =R3 /R4时, 则 因为输出电压时Uo,不是Uo’ 可见输出电压与输入电流成比例。 输出端的负载电流： 若固定RL，则输出电流与输入电流成比例。此时该电路也可视为电流放大电路。 1、有源滤波器的基本概念 在通信、测量以及自控系统中，常需要对信号频率进行选择。让特定频带中的信号通过，将频带外的信号予以阻止。具有这种功能的网络称滤波器。 有源滤波器：由RC元件和运放组成的具有频率选择功能的电路，且因运放具有高开环增益、输入电阻高、输出电阻低，使滤波器能提供一定的增益和起到缓冲作用。 新型集成滤波器：开关电容滤波器、全MOS连续时间滤波器等。 2、有源滤波器的分类 由选频性能，滤波器可分为：低通、高通、带通、带阻和全通几种类型。 幅频响应特性如图： 3、滤波器的作用 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。 1、一阶低通滤波器 一阶无源低通滤波 同相比例放大 1）传递函数 通带增益 截止频率 特点： a.电路简单； b.通带内具有较高增益； c.阻带衰减太慢，选择性较差 2）幅频特性 可采用二阶或高阶低通滤波器 2、二阶低通滤波器 1）传递函数 反相端 同相端 2）幅频特性 当f fo时，幅度衰减较快，滤波效果比一阶电路好。 品质因数 特征频率 通带增益 1、一阶高通滤波器 1）传递函数 2）幅频特性 特点： a.电路简单； b.通带内具有较高增益； c.阻带衰减太慢，选择性较差 2、二阶高通滤波器 1）传递函数 品质因数 特征频率 通带增益 2）幅频特性 当f fo时，幅度衰减较快，滤波效果比一阶电路好。 一有源滤波器电路如图所示。设A为理想运放。 1、求电路的传递函数； 2、画出频率特性曲线，说明该电路的功能。 解： 1、求电路的传递函数 由于ui同时作用于运放的输入端，可