模拟电路-信号处理及信号放大电路共68页
合集下载
模拟电路-信号处理及信号放大电路
2. 巴特沃斯传递函数及其归一化幅频响应 A0 A( j ) 1 ( c / )2n
归一化幅频响应
9.3.3 有源带通滤波电路
1. 电路组成原理 可由低通和高通串联得到
H
1 低通截止角频率 R1C 1 1 R2C 2
L
高通截止角频率
必须满足 L H
9.3.3 有源带通滤波电路
（二阶）
2. 传递函数
A( s ) Vo ( s ) AVF Vi ( s ) 1 (3 - AVF ) sCR ( sCR) 2
令 A0 AVF
1 Q 3 AVF
称为通带增益 称为等效品质因数 称为特征角频率
n
Q A0 c2 s c2
c
1 RC
s2
1 fp 2 π ( R ∥ RL )C A up A u f 1 j fp
有源滤波电路
用电压跟随 器隔离滤波电 路与负载电阻
无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电 路的滤波参数不随负载变化，可放大，不能输出高电 压大电流。
9.2 一阶有源滤波电路
1. 低通滤波电路 传递函数 A( s ) 其中
压增益。
A( j)
A0
9.3.2 有源高通滤波电路
1. 二阶高通滤波电路 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
A( s ) s
2
c
Q
A0 s 2 s c2
归一化的幅频响应
A( j ) 1 20 lg 20 lg 2 A0 c 2 c 2 ( ) 1 ( ) Q
（注意与负反馈方框图的差别）
X X X a i f
模拟电子技术基础简明教程课件：第八章 信号处理电路
RF R1
1
1 j
1
Aup 1 j f0
RC
f
A
+
Uo
R
Aup
1
RF R1
f0
1
2RC
8.1.3 高通滤波器(HPF)
一阶有源高通滤波器
RF
Au
U o U i
Aup 1 j f0
f
Au
Aup
0.707 Aup
0 f0
Aup
1
RF R1
R1
A
f0
1
2RC
Ui
C
+
R
Uo
幅频特性：
f
Au
Aup
1 f0 f 2
20lg Au
低通
O
f
f2
20lg Au
高通
O
20lg Au
f1
f
阻
通阻
O
f1
f2
f
带通滤波器的典型电路
A u
Auo
(3 Auo ) j(
f f0
-
f0 ) f
Aup
1 jQ( f - f0 )
f0 f
f0
1 2RC
——中心频率
1 Q
3 - Auo
Auo
1
RF R1
Aup
Auo 3 - Auo
第八章 信号处理电路
8.1 有源滤波器 8.2 电压比较器
8.1 有源滤波器
8.1.1 滤波电路的作用和分类
作用：选频。
分类： 低通滤波器、 高通滤波器、 带通滤波器
和带阻滤波器。
20lg Au
通阻
O 20lg Au
模拟电路课件---放大电路的基本知识
RL RL
路
所以
Ro
Vo Vo
RL
RL
另一方法
Ro
VT IT
Vs 0
Ro +
AVOVi –
+ Vs=0
–
放
Ro
+
大+
Vo
电
AVOVi
–
路–
+ Vo RL –
放大电路
IT
+ VT
–
Ro
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.2.3 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
❖ 输出电阻R0的大小决定放大电路带负载的能力 ❖ 如输出为电压信号的放大电路（电压放大、互阻放大）
V0k
k=2
V01
100%
其中，V01为输出电压信号基波分量的有效值 V0k为高次谐波分量的有效值
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失书真 中有关符号的约I 定
由元器件非线性特性
•引起大的失写真字。 母、大写下标表示直流量。如，VCEt、
非线IC性等失。真系数
O
• 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。
衰减
–
Rs + Vi –
Ro
+
+
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
有
V&i
Rs
Ri
Ri
V&s
1 Rs
V&s 1
Ri
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri
1.2.2 放大电路模型
模电课件第8章信号运算与处理电路
滤波器的设计
滤波器的设计需要根据实际需 求进行，包括选择合适的元件 参数、确定电路拓扑结构等。
放大器
放大器概述
放大器是一种电子器件，用于将输入 信号进行放大，以便更好地处理或传 输。
放大器的分类
放大器可以根据不同的分类标准进行 分类，如按工作频带、按电路拓扑结 构、按用途等。
放大器的应用
放大器在各种电子系统中有着广泛的 应用，如音频信号放大、视频信号放 大、功率放大等。
混合信号电路实现方式
结合模拟电路和数字电路的优点，利用模拟信号处理高速、 低功耗的特点，以及数字信号处理高精度、高稳定性的优 势，实现信号的运算和处理。
优点
精度高，稳定性好，实现速度快，功耗低。
缺点
电路设计复杂，需要同时考虑模拟和数字电路的设计和优 化。
05 信号运算与处理电路的未 来发展趋势
集成化与小型化
缺点
精度和稳定性受元件参数影响较大， 容易受到环境温度和噪声干扰。
基于数字电路的实现方式
01
02Biblioteka 03数字电路实现方式
利用数字逻辑门电路和时 序逻辑电路，通过编程实 现信号的运算和处理。
优点
精度高，稳定性好，可实 现复杂的信号处理算法。
缺点
电路结构复杂，实现速度 较慢，功耗较大。
基于混合信号电路的实现方式
信号运算与处理电路的应用领域
通信领域
信号运算与处理电路广泛应用于通信 领域，如调制解调、频谱搬移、数字 信号处理等。
雷达与导航领域
自动控制领域
在自动控制系统中，信号运算与处理 电路用于实现各种控制算法，如PID 控制、模糊控制等，以提高系统的稳 定性和精度。
雷达和导航系统通过信号运算与处理 电路实现对目标距离、速度、方位角 等参数的测量和跟踪。
滤波器的设计需要根据实际需 求进行，包括选择合适的元件 参数、确定电路拓扑结构等。
放大器
放大器概述
放大器是一种电子器件，用于将输入 信号进行放大，以便更好地处理或传 输。
放大器的分类
放大器可以根据不同的分类标准进行 分类，如按工作频带、按电路拓扑结 构、按用途等。
放大器的应用
放大器在各种电子系统中有着广泛的 应用，如音频信号放大、视频信号放 大、功率放大等。
混合信号电路实现方式
结合模拟电路和数字电路的优点，利用模拟信号处理高速、 低功耗的特点，以及数字信号处理高精度、高稳定性的优 势，实现信号的运算和处理。
优点
精度高，稳定性好，实现速度快，功耗低。
缺点
电路设计复杂，需要同时考虑模拟和数字电路的设计和优 化。
05 信号运算与处理电路的未 来发展趋势
集成化与小型化
缺点
精度和稳定性受元件参数影响较大， 容易受到环境温度和噪声干扰。
基于数字电路的实现方式
01
02Biblioteka 03数字电路实现方式
利用数字逻辑门电路和时 序逻辑电路，通过编程实 现信号的运算和处理。
优点
精度高，稳定性好，可实 现复杂的信号处理算法。
缺点
电路结构复杂，实现速度 较慢，功耗较大。
基于混合信号电路的实现方式
信号运算与处理电路的应用领域
通信领域
信号运算与处理电路广泛应用于通信 领域，如调制解调、频谱搬移、数字 信号处理等。
雷达与导航领域
自动控制领域
在自动控制系统中，信号运算与处理 电路用于实现各种控制算法，如PID 控制、模糊控制等，以提高系统的稳 定性和精度。
雷达和导航系统通过信号运算与处理 电路实现对目标距离、速度、方位角 等参数的测量和跟踪。
模拟电路信号的运算和处理电路
02
模拟电路信号的运算
加法运算
总结词
实现模拟信号的相加
详细描述
通过使用运算放大器或加法器电路，将两个或多个模拟信号相加，得到一个总 和信号。在模拟电路中，加法运算广泛应用于信号处理和控制系统。
减法运算
总结词
实现模拟信号的相减
详细描述
通过使用运算放大器或减法器电路，将一个模拟信号从另一个模拟信号中减去， 得到差值信号。在模拟电路中，减法运算常用于信号处理、音频处理和控制系统 。
模拟电路信号的运算和处理 电路
• 模拟电路信号概述 • 模拟电路信号的运算 • 模拟电路信号的处理 • 模拟电路信号处理的应用 • 模拟电路信号运算与处理的挑战与
展望
01
模拟电路信号概述
模拟信号的定义
模拟信号
模拟信号是一种连续变化的物理量， 其值随时间连续变化。例如，声音、 温度、压力等都可以通过模拟信号来 表示。
电流放大器
将输入信号的电流幅度放大，输 出更大的电流信号。常用于驱动 大电流负载或执行机构。
放大处理
放大器是一种用于增强信号的电 子设备。在模拟电路中，放大器 用于放大微弱信号，使其能够被 进一步处理或使用。
跨阻放大器
将输入信号的电阻值转换为电压 信号并放大，常用于测量电阻值 或电导值。
调制处理
调制处理
模拟信号的表示方法
模拟信号通常通过电压、电流或电阻 等物理量来表示。这些物理量在时间 上连续变化，能够精确地表示模拟信 号的变化。
模拟信号的特点
01
02
03
连续性
模拟信号的值在时间上是 连续变化的，没有明显的 跳跃或中断。
动态范围大
模拟信号的动态范围较大， 能够表示较大范围的连续 变化。
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
返回目录 CONTENTS PAGE
透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
返回目录 CONTENTS PAGE
目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
返回目录 CONTENTS PAGE
模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
返回目录 CONTENTS PAGE
模拟电路基础教程PPT课件
返回目录 CONTENTS PAGE
1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
模拟电子技术---第七章 信号处理电路
Au 1 ( f 2 f ) j(3 Auf ) f0 f0
当 f f 0 时，上式可以化简为
Au ( f fo ) Auf j(3 Auf )
定义有源滤波器的等效品质因数Q值
1 Q 3 Auf
Au Auf 1 ( f 2 1 f ) j f0 Q f0
e
u y / UT
1
i C5
(1-30)
§7.2
i C1 i C2
i 类似可得： C4
模拟乘法器
e e
u y / UT u y / UT
1
i C3 i C 6 th
1 uy
i C 5 i C 5 th
uy 2U T
i C5 i C6
将上式代入，得：
2U T ux I 0 th 2U T
的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。
(1-17)
§7.1
有源虑波器
3. 二阶高通有源滤波器(HPF) 二阶压控型有源高通滤波器的电路图
(1-18)
§7.1
(1)通带增益
RF Auf =1+ R1
有源虑波器
(2)传递函数
(sCR ) 2 Auf U o ( s) A(s )= U i ( s) 1 (3 Auf ) sCR (sCR) 2
当ux<<2UT，uy<<UT时有：
uy ux u 0 R C I 0 th .th 2U T 2U T
u 0 R C I0 u x .u y 4U T
2
(1-31)
§7.2
模拟乘法器
集成模拟乘法器——F1596.MC1596
(1-32)
§7.2
当 f f 0 时，上式可以化简为
Au ( f fo ) Auf j(3 Auf )
定义有源滤波器的等效品质因数Q值
1 Q 3 Auf
Au Auf 1 ( f 2 1 f ) j f0 Q f0
e
u y / UT
1
i C5
(1-30)
§7.2
i C1 i C2
i 类似可得： C4
模拟乘法器
e e
u y / UT u y / UT
1
i C3 i C 6 th
1 uy
i C 5 i C 5 th
uy 2U T
i C5 i C6
将上式代入，得：
2U T ux I 0 th 2U T
的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。
(1-17)
§7.1
有源虑波器
3. 二阶高通有源滤波器(HPF) 二阶压控型有源高通滤波器的电路图
(1-18)
§7.1
(1)通带增益
RF Auf =1+ R1
有源虑波器
(2)传递函数
(sCR ) 2 Auf U o ( s) A(s )= U i ( s) 1 (3 Auf ) sCR (sCR) 2
当ux<<2UT，uy<<UT时有：
uy ux u 0 R C I 0 th .th 2U T 2U T
u 0 R C I0 u x .u y 4U T
2
(1-31)
§7.2
模拟乘法器
集成模拟乘法器——F1596.MC1596
(1-32)
§7.2
5-5模拟信号处理电路
电路分析与电子技术基础模拟信号处理电路（16）n模拟信号处理电路ü电子系统：能完成某些特定功能的整体性电路，内部包含了多个具有不同功能的电路模块。
ü例：智能型电子测控系统原理框图。
Ø模拟信号处理电路ü功能模块：传感器、模拟信号处理电路、模数转换器（A/D）与数模转换器（D/A）、控制电路、通讯接口等。
ü模拟信号处理：放大、滤波、线性...ü专用集成电路Ø模拟信号处理电路ü介绍常用的模拟信号处理功能电路。
v仪用放大器（16.2）v可编程增益放大器（16.3）v隔离放大器（16.4）v模拟乘法器（16.5）v有源滤波器（16.6）ü（实际）外部信号特征：强噪声/共模背景、微弱信号。
ü仪用放大器：高输入电阻、高增益、高共模抑制比和低输出电阻、低漂移、低噪声... 又称仪表放大器或数据放大器，是测量用放大器的一种。
ü典型电路v仪用放大器Ø仪用放大器ü若R 3=R 4（即第二级增益为1），则：ü差模增益：（只要调节R 1，即可方便地调整放大器的增益而并不影响电路的对称性）))(21(S1S212O v v R R v -+=12v 21R R A +=Ø仪用放大器（实用芯片例）v可编程增益放大器ü可编程增益放大器：放大倍数由程序控制的放大器。
又称程控增益放大器PGA （Programmable Gain Amplifier）。
ü应用：多通道、多参数的数据采集系统中；可实现自动控制增益或量程自动切换。
ü结构形式：单运放、多运放、仪用放大器型；控制形式：模拟式、数字式。
Ø可编程增益放大器（单运放型）ü适于对增益精度、传输速度等均要求不高的场合。
v i v ov oØ可编程增益放大器（多运放型）ü优势：模拟开关对放大器的增益精度和工作速度影响较小；缺陷：采用了多个放大单元，成本高，且调试困难。