1、模拟电子线路教改课程多媒体课件,第八章课前导读：,由运算放大器构成的信号处理电路在实际中运用十分广泛。本章将重点介绍各种基本运算电路的电路组成和工作原理，同时简单介绍滤波电路的原理和电路。,模拟电路教改课程多媒体课件,第八章 信号的运算与处理电路,8.1 基本运算电路,8.2 实际运放电路的误差分析,8.3 对数和反对数运算电路,8.5 有源滤波电路,8.1 基本运算电路, 比例运算电路, 积分电路, 微分电路, 减法电路, 加法电路,为提高精度，一般取,1. 比例运算电路,电压并联负反馈,由第7章可知，电路为负反馈电路。,即电路处于深度负反馈条件下，虚短和虚断成立。,（1）反相比例运算电路,
2、利用虚短和虚断得,运算放大器输入端无共模信号运算电路输入电阻较小,由于运放的增益一般有 ，,所以,输出与输入反相,1. 比例运算电路,电压串联负反馈,（2）同相比例运算电路,利用虚短和虚断得,运算放大器输入端有共模信号运算电路输入电阻很大,输出与输入同相,电压跟随器,2. 加法电路,根据虚短、虚断和N点的KCL得：,若,则有,（加法运算）,输出再接一级反相电路,可得,3. 减法电路,第一级反相比例,第二级反相加法,（1）利用反相信号求和以实现减法运算,即,当 时,得,（减法运算）,从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。,（2）利用差分式电路以实现减法运算,当,则,若继续有,则,根
3、据虚短、虚断和N、P点的KCL得：,4. 积分电路,式中，负号表示vO与vS在相位上是相反的。,根据“虚短”，得,根据“虚断”，得,即,因此,电容器被充电，其充电电流为,设电容器C的初始电压为零，则,（积分运算）,当vS为阶跃电压时，有,4. 积分电路,vO与 t 成线性关系,5. 微分电路,8.2 实际运放电路的误差分析,共模抑制比KCMR为有限值的情况,输入失调电压VIO、输入失调电流IIO不为零时的情况,1. 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。,2. VIO、IIO不为零时的情况,输入为零时的等效电路,解得误差电压,当 时，可以
4、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,2. 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,模拟电路教改课程多媒体课件,8.3 对数和反对数运算电路, 对数运算电路, 反对数运算电路,模拟电路教改课程多媒体课件,其中，IES 是发射结反向饱和电流，vO是vS的对数运算。,1. 对数运算电路,利用PN结的指数特性实现对数运算,BJT的发射结有,注意：vS必须大于零，电路的输出电压小于0.7伏,利用虚短和虚断，电路有,当 时，,vO是vS的反对数运算（指数运
5、算）,2. 反对数运算电路,利用虚短和虚断，电路有,要求,以上两个电路温漂很严重，实际电路都有温度补偿电路,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5 有源滤波电路,8.5.1 基本概念及初步定义,8.5.2 一阶有源滤波电路,高通滤波,低通滤波,基本概念,分类,8.5.3 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,8.5.1 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,模拟电路
6、教改课程多媒体课件,2. 分类,低通（LPF）,希望抑制50Hz的干扰信号，应选用哪种类型的滤波电路？,高通（HPF）,带通（BPF）,带阻（BEF）,全通（APF）,放大音频信号，应选用哪种类型的滤波电路？,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.2 一阶有源滤波电路,1. 低通滤波电路,传递函数,其中,特征角频率,故，幅频相应为,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.2 一阶有源滤波电路,2. 高通滤波电路,可由低通和高通串联得到,必须满足,3. 带通滤波电路,低通特征角频率,高通特征角频率,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.2 一阶有源滤波电路,4. 带阻滤波电路,可由低通和高通并联得到,必
7、须满足,一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢（-20dB/十倍频程），与理想情况相差较远。一般用在对滤波要求不高的场合。,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.3 二阶有源滤波电路,1. 压控电压源低通滤波电路,压控电压源电路（VCVS）,得滤波电路传递函数,（二阶）,8.5.3 二阶有源滤波电路,1. 压控电压源低通滤波电路,令,称为通带增益,称为特征角频率,称为等效品质因数,则,用 代入，可得传递函数的频率响应：,8.5.3 二阶有源滤波电路,1. 压控电压源低通滤波电路,归一化的幅频响应,相频响应,8.5.3 二阶有源滤波电路,1. 压控电压源低通滤波电路,归一化的幅频响应波特图,8.5.3
8、二阶有源滤波电路,2. 压控电压源高通滤波电路,将低通电路中的电容和电阻对换，便成为高通电路。,传递函数,归一化的幅频响应,8.5.3 二阶有源滤波电路,2. 压控电压源高通滤波电路,归一化的幅频响应波特图,8.5.3 二阶有源滤波电路,3. 压控电压源带通滤波电路,可由低通和高通串联得到,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.3 二阶有源滤波电路,3. 压控电压源带通滤波电路,传递函数,得,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.3 二阶有源滤波电路,归一化的幅频响应波特图,3. 压控电压源带通滤波电路,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.3 二阶有源滤波电路,4. 双T带阻滤波电路,双T选频网络,8.5.3 二阶有源滤波电路,4. 双T带阻滤波电路,频率响应,模拟电路教改课程多媒体课件,8.5.3 二阶有源滤波电路,4. 双T带阻滤波电路,双T带阻滤波电路,模拟电路教改课程多媒体课件,
