第八章 信号处理电路
第8节信号处理电路
理想运放的差模输入电阻 rid
集成运放线性电路的结构特征是：从集成运放的输出端到其反相输入端存在反馈通路
8.2典型运算电路
8.2.1 比例运算电路
一、反相比例运算电路
iF
Rf
R
iN
-
uI
iI
N
A +
uO
iP
Rp
依据“虚断”的原则，可i得P iN 0
iC→ T
→
iE
-
A
+
uO
R′
输出电压为
uOuBEUTlnIuSIR
8.2典型运算电路
8.2.3 对数和指数运算电路
三、指数运算电路
R1
Rf1
uI1
R3
Rf2
R2 uI2
A1
uI3 R4
-
+
uO1
A2 +
uO
RP1 RP2
单级运放构成的加减运算电路中，阻值的选取以及比例系数的调整很
不方便。上图所示为采用两级运放实现的加减运算电路，其输出电压
分别为
uO
1Rf1uRI11
uI2 R2
uO R f2 u R I33u R O 4 1 R f2 R R f41 u R I11 u R I22 u R I33
利用同相比例运算关系求解输出电压
u O 1 R R f R 1 R 2 R / 2 R / 3 / R / 3 / R / 4 / R 4 /u I 1 R 2 R 1 R / 1 R / 3 / R / 3 / R / 4 / R 4 /u I 2 R 3 R 1 R / 1 R / 2 / R / 2 / R / 4 / R 4 /u I 3
电子技术基础与技能第八章 数字信号
3.集成逻辑门电路的选用 以上讨论了 TTL和CMOS两种集成逻辑门电路 ，在具体的应用中可以根据要求来选用相关的器件 。器件的主要技术参数有传输延迟时间、功耗、噪 声容限、带负载能力等。若要求功耗低、抗干扰能 力强，则应选用CMOS 电路。其中 CMOS4000 系 列一般用于工作频率在1 MHz 以下、驱动能力要 求不高的场合；HCMOS 常用于工作频率在20 MHz 以下、要求较强驱动能力的场合。 若对功耗 和抗干扰能力没有特殊要求，可选用TTL 电路。
13
第三节 逻辑门电路 逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。 所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制 信号的通过或不通过。逻辑即是门电路的输入和输 出之间存在一定的因果关系。电路的输入输出端只 有两种状态：一是高电平，用“１”表示；二是低 电平，用“０”表示。为了便于理解，这里用简单 的开关控制灯的电路来说明基本逻辑门电路的真值 表、电路符号和逻辑功能。
3
4
5
二、脉冲波形 1.脉冲波形的主要参数图8-1脉冲波形的主要 参数在数字电路中，加工和处理的都是脉冲波形， 而应用最多的是矩形脉冲。下面以图8-1所示的实 际矩形脉冲来描述脉冲波形的主要参数。
6
（１）脉冲幅度Ｕｍ：脉冲电压波形变化的最大 值。
（２）脉冲上升时间ｔｒ：脉冲波形从０．１Ｕ ｍ 到０．９Ｕｍ 所需要的时间。 （３）脉冲下降时间ｔｆ：脉冲波形从０．９Ｕ ｍ 到０．１Ｕｍ 所需要的时间。 （４）脉冲宽度ｔｗ：脉冲上升沿０．５Ｕｍ 到下降沿０．５Ｕｍ 所需要的时间，单位与ｔｒ、 ｔｆ相同。 （５）脉冲周期Ｔ：在周期性脉冲中，相邻两个 脉冲波形重复出现所需要的时间，单位和ｔｒ、ｔｆ 相同。 7
（６）脉冲频率ｆ：每秒时间内，脉冲出现的 次数，单位为赫兹（Ｈｚ）、千赫兹（ｋＨｚ）、 兆赫兹（ＭＨｚ）。
数字信号处理电路分析
数字信号处理电路分析数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是指对数字信号进行采样、量化、编码和计算等处理的技术。
数字信号处理电路（Digital Signal Processing Circuit，简称DSP电路）是实现数字信号处理功能的硬件电路。
1. 数字信号处理电路的基本原理数字信号处理电路由以下几部分构成：采样电路、模数转换电路、数字信号处理器和数模转换电路。
其基本原理如下：1.1 采样电路：将连续时间的模拟信号转换成离散时间的数字信号。
采样定理规定了采样频率应大于信号最高频率的两倍，以避免采样失真。
1.2 模数转换电路：将连续的模拟信号转换成对应的数字信号。
模数转换器的核心是模数转换器芯片，采用逐级逼近型模数转换器或者delta - sigma调制器。
1.3 数字信号处理器：对数字信号进行数学运算和算法处理的核心部件。
它可以用于音频、视频等信号的压缩、滤波、变换等处理。
1.4 数模转换电路：将数字信号转换为模拟信号，以便于输出到外部设备。
2. DSP电路常用应用及分析2.1 音频信号处理DSP电路广泛应用于音频设备中，如音乐播放器、音响等。
采用DSP电路可以对音频信号进行滤波、均衡、混响等处理，以改善音质和增加音效。
2.2 图像处理在数字相机、手机摄像头等设备中，DSP电路可用于图像处理，如去噪、增强对比度、调整颜色平衡等。
DSP电路的高速处理能力和算法优化可以提供更好的图像质量。
2.3 通信信号处理在通信领域，DSP电路被广泛应用于调制解调、编解码、信号压缩等方面。
采用DSP电路可以提高通信质量和信号处理的速度。
2.4 视频信号处理DSP电路在电视、监控摄像头等设备中也起到重要作用。
例如，DSP电路可以完成视频信号的编码、解码、去噪和增强，以提高图像质量和显示效果。
2.5 生物医学信号处理生物医学信号处理是DSP电路的重要应用领域之一。
通过DSP电路可以对生物医学信号进行滤波、去噪、生理参数提取等处理，为医学诊断和治疗提供支持。
信号处理电路的基本原理与应用
信号处理电路的基本原理与应用信号处理电路是现代电子系统中不可或缺的组成部分，它在无线通信、音视频处理、传感器技术等领域中扮演着重要的角色。
本文将探讨信号处理电路的基本原理与应用，并介绍其在实际应用中的几个典型案例。
1. 信号处理电路的基本原理信号处理电路是用来处理各种形式的信号，包括模拟信号和数字信号。
在模拟信号处理中，信号经过滤波、放大、混频等操作，使其满足特定的要求。
而数字信号处理则通过模数转换和数模转换将信号转化为数字形式，然后经过离散化处理和滤波等操作。
滤波是信号处理中常见的一种操作，它用于去除信号中的频率成分或噪声。
滤波电路可以采用各种不同的结构，如RC电路、RL电路、LC电路等，通过选择合适的元件参数和拓扑结构可以实现不同的滤波效果。
另一个重要的信号处理原理是放大。
放大电路用于增强信号的幅度，使其能够驱动后续电路或器件。
放大电路可以采用各种不同的放大器结构，如共射放大器、共基放大器、共集放大器等，通过选择合适的电路结构和参数可以实现不同的放大效果。
2. 信号处理电路的应用案例2.1 无线通信中的信号处理电路无线通信中的信号处理电路主要用于调制解调和信号解码。
调制解调电路将基带信号调制到无线载波上进行传输，而信号解码电路则用于从接收的信号中提取出原始的基带信号。
以FM调制为例，调制电路通过变化载波频率来实现信号的调制。
解调电路则通过频率鉴别器将接收到的信号还原为原始信号。
这些调制解调电路中包括了大量的信号处理电路，如滤波电路、放大电路、混频电路等。
2.2 音频处理中的信号处理电路音频处理中的信号处理电路主要用于音频信号的增强、降噪和效果处理。
例如，音频放大器用于增强音频信号的幅度，以便驱动扬声器产生更大的声音。
音频滤波器用于去除音频信号中的杂音和噪声，以获得更清晰的音质。
音频混响电路则用于模拟各种不同的音质环境，如大厅、卧室等。
这些音频处理中的信号处理电路满足了音响设备对音质和效果的要求。
信号处理电路基本原理解析
信号处理电路基本原理解析信号处理电路是电子电路中的一种重要组成部分，起着将输入信号进行改变、处理、转换的作用。
本文将解析信号处理电路的基本原理，介绍其工作原理和应用领域。
一、信号处理电路的概述信号处理电路是一种用于对输入信号进行采样、滤波、放大、调制/解调、编码/解码等处理的电子电路。
它可以将不同形式的输入信号转换为适合特定应用场景的输出信号，广泛应用于通信、音频、视频、生物医学等领域。
二、信号处理电路的基本原理1. 信号采样信号采样是将连续时间的信号转换为离散时间的过程。
常见的采样方式有脉冲采样和保持采样。
脉冲采样将连续信号通过间隔一定时间的脉冲信号进行采样，而保持采样则是通过保持电路将信号的幅值保持一段时间。
2. 信号滤波信号滤波是对输入信号进行滤波处理，以去除或弱化其中的噪声或干扰。
滤波器可以按照频率响应分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
常用的滤波器类型有RC滤波器、LC滤波器、数字滤波器等。
3. 信号放大信号放大是将输入信号的幅值进行放大处理，以增加信号的强度，使其适合后续处理或驱动其他设备。
放大电路常采用放大器作为核心元件，常见的放大器有运放放大器、功放、差分放大器等。
4. 信号调制/解调信号调制是将输入信号与载波信号进行混合，通过改变载波信号的某些特性，实现对输入信号的编码和传输。
调制方式有调幅、调频、调相等。
解调则是将调制后的信号还原为原始信号的过程。
5. 信号编码/解码信号编码是将输入信号转换为特定的编码格式，以实现信号的传输和存储。
编码方法有模拟编码和数字编码等。
解码则是将编码后的信号还原为原始信号的过程。
三、信号处理电路的应用领域1. 通信系统信号处理电路广泛应用于通信系统中，包括无线通信和有线通信。
例如，在移动通信系统中，信号处理电路用于信号的解调和解码，实现语音和数据的传输。
2. 音频处理信号处理电路在音频处理中起着重要作用。
例如，在音频音响系统中，信号处理电路用于音频信号的放大、滤波和均衡等处理，以提高音频质量和音响效果。
信号的运算和处理电路
04 模拟-数字转换技术
采样定理与抗混叠滤波器
采样定理
采样定理是模拟信号数字化的基础， 它规定了采样频率应至少是被采样信 号最高频率的两倍，以避免混叠现象 的发生。
抗混叠滤波器
在模拟信号数字化之前，需要使用抗 混叠滤波器来滤除高于采样频率一半 的频率成分，以确保采样后的信号能 够准确地还原原始信号。
续时间信号在任意时刻都有定义，而离散时间信号只在特定时刻有定义。
02
周期信号与非周期信号
周期信号具有重复出现的特性，而非周期信号则不具有这种特性。周期
信号的频率和周期是描述其特性的重要参数。
03
能量信号与功率信号
根据信号的能量和功率特性，信号可分为能量信号和功率信号。能量信
号在有限时间内具有有限的能量，而功率信号在无限时间内具有有限的
平均功率。
线性时不变系统
线性系统
线性时不变系统的性质
线性系统满足叠加原理，即系统对输 入信号的响应是各输入信号单独作用 时响应的线性组合。
线性时不变系统具有稳定性、因果性、 可逆性、可预测性等重要性质。
时不变系统
时不变系统的特性不随时间变化，即 系统对输入信号的响应与输入信号的 时间起点无关。
卷积与相关运算
Z变换与DFT的关系
Z变换可以看作是DFT的推广，通过引入复变量z，可以将离散时间信号转换为复平面上的函数，从 而方便地进行频域分析和设计。
数字滤波器设计
01
数字滤波器的类型和特性
数字滤波器可分为低通、高通、带通、带阻等类型，具有 不同的频率响应特性。
02 03
IIR滤波器和FIR滤波器的设计
IIR滤波器具有无限冲激响应，设计时需要考虑稳定性和相 位特性；FIR滤波器具有有限冲激响应，设计时主要考虑 频率响应和滤波器长度。
数字逻辑电路
在各种集成门电路中，TTL电路和CMOS 电路应用最为普遍，现已被广泛应用在医学电 子仪器中。两种电路有着它们各自的特点和用 途，只有在了解工作原理的基础上，熟悉它们 的逻辑功能、外特性、主要参数及使用时应注 意的问题，才能正确的选取和使用它们。
第二节 双稳态触发器
前面讨论的各种门电路有一个共同的特点， 就是在某一时刻的输出状态只取决于当时的输 入状态。在数字电路中，还有另一类逻辑电路， 其输出状态不仅与当时的输入有关，而且还取 决于电路原来的状态，这种逻辑电路称为时序 逻辑电路(sequential logic circuit)。
从电路的结构来看，这种基本的与门电路有它的 局限性：①输出低电平时，其值比输入端低电平高一 个二极管的正向电压降，因此一个逻辑量连续通过 2~3个这样的门电路后，代表0值的低电平就不再符 合要求。②输出端为高电平时，向负载供应电流的能 力受电阻R的限制，负载电流过大时，R两端的压降 就不容忽视，代表1值的高电平就不再符合要求。③ 当输入端电平变化时，输出端电平的变化总是要落后 一定的时间。此时间主要是由二极管在导通状态和截 止状态之间的转换过程而产生的，称为门电路的延迟 时间。
为了扩展逻辑功能，由上述三种基本 逻辑门电路还可以组成多种复合门电路。如 与门和非门串联可组成与非门，或门和非门 串联可组成或非门，与门、或门和非门串联 组成与或非门等。实际应用的逻辑系统往往 具有较复杂的逻辑关系。它需要用一些基本 门电路和复合门电路组合起来，以实现一定 的逻辑功能。这种由若干个门电路组成的电 路称为组合逻辑电路。常用的组合逻辑电路 有编码器、译码器等，它们在数字电路中有 着广泛的应用。
1. 双极型集成门电路 双极型集成门电路以与非 门为基础。图为与非门的逻辑 符号及逻辑表达式，其逻辑关 系可解释为：当输入有低电平 “0”时，输出为高电平“1”； 当输入全为高电平“1”时，输 出为低电平“0”。
信号处理电路的作用与组成
信号处理电路的作用与组成
一、信号处理电路的作用一个典型的电子系应当包括三个部分：信号猎取、信号放大与处理、信号执行。
下图是一个微机组成的测控系统框图。
二、信号处理电路的组成
信号处理电路通常由放大器、滤波器和线性化处理等电路组成，它是A/D转换器或是显示器之前的必可少的电路。
下图是振动分析系统的(测电梯擅动)原理框图：
依据不同的传感器要求，信号处理电路能完成各种处理，如电荷/电压转换、电流/电压转换、频率/电压转换、阻抗变换等，并对变换后的电信号实现放大、有源滤波或运算。
其中电信号放大器也应依据不同的要求来选：电荷放大器、仪表用放大器、程控放大器、隔离放大器等。
PV-96电荷传感器：电荷灵敏度10000pC/g，AD544L输出灵敏度33V/ g，当C=300pF，R=100G，测试频率范围0.1～10Hz，噪声电平范围为0.6×10-6V，加速度测量范围为2×10-6～10-1 g。
目前，信号处理电路已设计成专用集成电路(ASIC)，它们有：可编程数据放大器、高共模抑制比隔离放大器模块、集成调制解调器、模拟开关、采样/保持器、开关电容滤波器等。
1。
信号处理电路
设 C1=C2=C, A0= (1+R2/R1) 传递函数(推导从略)
Ra ui
C1
Rb C2
Au(s) = UO(s)/Ui(s)
=A0÷[1 + (3–A0) SRC +(SRC)2 ]
令S=jω, f0=1/(2πRC)
电压放大倍数
20lg Au
Au(f) = A0÷[1 – (f/f0)2 + j(3–A0)f/f0] 令 Q =1/(3–A0), 当 f = f0 时, Au(f0) = A0 /(3–A0)= QA0
–20dB/十倍频
2. 简单二阶电路 令 A0=(1+R2/R1) 传递函数
Au(s) = UO(s)/Ui(s) = A0Ub(s)/Ui(s)
Ra ui
C1
Rb C2
+ A
uO
R2
RL
R1
= A0Ub(s)/Ua(s)*Ua(s)/Ui(s), 当 C1= C2= C 时 Ub(s)/Ua(s) =1/(1+SRC), Ua(s)/Ui(s) =[1/SC//(R+1/SC)]÷[R+1/SC//(R+1/SC)] ∴ Au(s) = A0÷[1+3SRC+(SRC)2] 用jω取代 S，且令 f0=1/(2πRC)有： Au(f) = A0÷[1 – (f/f0)2 + j3f/f0]
2. 简单二阶电路(续) Au(f) = A0 ÷[1 – (f/f0)2 + j3f/f0] 截止频率 fP ≈ 0.37 f0
信号处理电路
低通滤波器(LPF)
➢无源低通滤波器
——由无源器件（R、L、C）构成。
电压放大倍数为
Au
Uo Ui
1 1 j
f
f0
f0
1 2RC
——通带截止频率
电路缺点：
✓电压放大倍数低，带载能力很差；
✓特性不理想，边沿不陡；
有源滤波器
➢一阶低通有源滤波器
R1
RF
U o = 1+
RF R1
U
U
1 1 f
➢传输特性
u O
f (uI)
➢工作在非线性区
uo +UOPP
0
UOPP
u+ ≠u i i_ 0 ➢阈值电压UT ：使输出产生跃变的输入电压。
u+-u-
过零比较器
uI
-
A
+
uO
简单过零比较器
uI < 0 uI > 0
uo = + UOPP uo = - UOPP
阈值电压UT (门限电平)
uo
+UOPP
的信号阻断。
U i
低通
高通
U o
20lg Au
低通
0
f2
f
20lg Au
0
20lg Au
高通
f1
f f2＞f1
0
阻 f1
通阻 f2
f
当R2=2R，R3=R时，
Au
A uo
(3-Auo )
j(
f f0
f0 ) f
A up
1 jQ ( f f0 )
f0
1 2RC
f0 f
——中心频率
《电工电子技术与技能实训指导》电子教案
《电工电子技术与技能实训指导》电子教案第一章：电工电子技术基础1.1 电路的概念与基本元素电路的定义电路的基本元素：电源、开关、导线、电阻、电容、电感1.2 电压、电流和电阻电压的概念与测量电流的概念与测量电阻的概念与测量1.3 欧姆定律欧姆定律的内容电阻的计算电压和电流的关系第二章：电工元件2.1 电阻电阻的种类电阻的测量电阻的应用2.2 电容电容的种类电容的测量电容的应用2.3 电感电感的种类电感的测量电感与应用第三章：基本电路分析3.1 串联电路串联电路的特点串联电路的分析方法串联电路的应用3.2 并联电路并联电路的特点并联电路的分析方法并联电路的应用3.3 混联电路混联电路的特点混联电路的分析方法混联电路的应用第四章：电子技术基础4.1 半导体器件二极管晶体管场效应晶体管4.2 放大电路放大电路的基本原理放大电路的分类放大电路的应用4.3 数字电路数字电路的基本概念逻辑门电路触发器电路第五章：电子技术应用5.1 电源电路电源电路的分类电源电路的设计方法电源电路的应用5.2 信号处理电路信号处理电路的分类信号处理电路的设计方法信号处理电路的应用5.3 控制电路控制电路的分类控制电路的设计方法控制电路的应用第六章：电工测量技术6.1 电工测量仪器仪表电压表、电流表、钳形表电能表、功率因数表兆欧表、万用表6.2 测量方法与测量误差测量方法测量误差的概念与分类减小测量误差的方法6.3 电工测量实验电压、电流的测量电阻、电容、电感的测量功率、电能的测量第七章：低压电器与控制电路7.1 低压电器开关保护器接触器继电器7.2 控制电路设计基础控制电路的基本环节控制电路的设计方法控制电路的安装与调试7.3 典型控制电路简单的控制电路顺序控制电路复杂控制电路第八章：电气设备与保护8.1 电动机电动机的种类与结构电动机的工作原理电动机的选用与安装8.2 变压器变压器的种类与结构变压器的工作原理变压器的选用与安装8.3 电气设备的保护短路保护过载保护漏电保护第九章：电子技能训练9.1 焊接技术焊接工具与材料焊接方法与技巧焊接质量的判断9.2 电路板设计电路板的设计原则电路板的布局与布线电路板的加工与制作9.3 电子产品装调电子产品的装接电子产品的调试电子产品的维修第十章：综合训练与实践10.1 电工电子技术综合训练设计并实现一个简单的电路分析并解决电路中出现的问题提高电路的性能与可靠性10.2 电工电子技术实践项目设计一个低压控制电路安装与调试一个电气设备进行一个电子产品的装调与维修10.3 电工电子技术竞赛与创新参加电工电子技术竞赛开展电工电子技术创新项目培养电工电子技术能力与创新精神第十一章：通信原理与技术11.1 通信系统的基本概念通信系统的组成通信系统的分类通信系统的基本参数11.2 模拟通信技术模拟通信系统的原理调制与解调技术信道编码与解码技术11.3 数字通信技术数字通信系统的原理数字调制与解调技术信道编码与解码技术第十二章：现代电子技术应用12.1 微电子技术微处理器微控制器集成电路12.2 计算机网络技术计算机网络的组成与分类网络协议与通信协议网络设备与网络架构12.3 物联网技术物联网的基本概念物联网的架构与技术组成物联网的应用领域第十三章：电力电子技术13.1 电力电子器件晶闸管变频器整流器13.2 电力电子电路与应用电力电子电路的原理与特点电力电子电路的设计与分析电力电子电路的应用实例13.3 电力电子技术的应用领域电力系统交通运输工业生产第十四章：实验与实践指导14.1 实验设计与方法实验目的与要求实验设计与步骤实验数据的处理与分析14.2 实践操作与技能培养实践操作的注意事项实践技能的培养与提高实践项目的选择与实施实验报告的格式与内容实验与实践报告的评估与反馈第十五章：电工电子技术的发展趋势15.1 电工电子技术的发展历程电工电子技术的发展阶段电工电子技术的重要成果电工电子技术的影响与贡献15.2 电工电子技术的现状与挑战电工电子技术在各领域的应用电工电子技术面临的问题与挑战电工电子技术的创新与发展方向15.3 电工电子技术的未来展望新型电工电子技术的预测与展望电工电子技术对未来的影响与变革电工电子技术在人类社会发展中的作用与地位重点和难点解析重点：电工电子技术的基本概念、基本元件、基本电路分析、电子技术基础、电子技术应用、电工测量技术、低压电器与控制电路、电气设备与保护、电子技能训练、通信原理与技术、现代电子技术应用、电力电子技术、实验与实践指导、电工电子技术的发展趋势。
什么是信号处理电路？
什么是信号处理电路？信号处理电路是电子工程中的一个重要分支，它主要研究如何对信号进行处理和转换。
信号处理电路的应用非常广泛，涵盖了通信、电子设备、医疗仪器、雷达、音频设备等多个领域。
本文将从基本原理、应用领域和设计方法三个方面介绍信号处理电路的相关知识。
1. 基本原理信号处理电路是利用各种电子元件和电路将原始信号转换成我们所需要的信号。
它主要包括信号采样、信号滤波、信号增益、信号变换等几个主要环节。
其中，信号采样是指将连续信号转换成离散信号的过程，信号滤波是消除噪声对信号质量的影响，信号增益是调节信号幅度的大小，信号变换是将信号从一个域转换到另一个域。
通过这些处理，我们可以得到更符合我们需求的信号。
2. 应用领域信号处理电路广泛应用于通信、电子设备、医疗仪器、雷达、音频设备等领域。
在通信中，信号处理电路可以对信号进行编码、解码、调制、解调等处理，以实现高效的数据传输。
在电子设备中，信号处理电路能够提高系统的稳定性和可靠性，提供更好的用户体验。
在医疗仪器中，信号处理电路可以用于对生理信号的采集和处理，实现精密的医学诊断。
在雷达和音频设备中，信号处理电路可以对信号进行滤波、增益、变换等处理，以提高目标检测和音频质量。
3. 设计方法设计信号处理电路需要考虑多个因素，包括信号特征、处理要求、电路复杂度、成本、功耗等。
在设计过程中，需要选择合适的电子元件和电路拓扑结构，并根据具体需求进行参数调整和优化。
通常，设计师需要充分了解信号的特点和所需的处理效果，灵活选择合适的算法和电路方案。
此外，对于大规模信号处理系统，还需要考虑多个电路模块之间的协同工作和数据传输。
总结：信号处理电路是电子工程中的重要分支，它通过对信号采样、滤波、增益、变换等处理，将原始信号转换成我们所需要的信号。
信号处理电路在通信、电子设备、医疗仪器、雷达、音频设备等领域有着广泛的应用。
在设计信号处理电路时，需要考虑信号特征、处理要求、电路复杂度、成本、功耗等因素，并选择合适的元件和电路拓扑结构。
信号处理电路、逆变器电路、缓冲电路、驱动器电路、电平移位器、
专利名称：信号处理电路、逆变器电路、缓冲电路、驱动器电路、电平移位器、显示装置
专利类型：发明专利
发明人：村上祐一郎,佐佐木宁,山本悦雄
申请号：CN201180041593.0
申请日：20110831
公开号：CN103155412A
公开日：
20130612
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本信号处理电路包括：第一及第二输入端子；输出端子；第一输出部，该第一输出部包含上述自举电容，并与第二输入端子及输出端子相连接；第二输出部，该第二输出部与上述第一输入端子、第一电源以及输出端子相连接；电荷控制部，该电荷控制部与上述第一输入端子相连接，并对上述自举电容的电荷进行控制；以及电阻，该电阻的一端与输出端子相连接，并且另一端与第二电源相连接。
由此，在自举效应停止后也能维持输出电位。
申请人：夏普株式会社
地址：日本大阪府
国籍：JP
代理机构：上海专利商标事务所有限公司
代理人：张鑫
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《模拟电路》重点复习内容
《模拟电路》重点复习内容第一章半导体器件掌握：1，二极管、稳压管二极管的伏安特性。
2，三极管的输入特性、输出特性。
3，场效应管的输出特性、转移特性。
理解：1，PN结的单向导电性。
2，三极管的放大作用。
3，场效应管的放大作用。
了解：1，半导体中的两种载流子。
2，N型半导体和P型半导体以及PN结的形成。
第二章放大电路的基本原理和分析方法（重点）掌握：1，放大的基本概念；放大电路主要技术指标的含义。
2，放大电路的静态和动态、直流通路和交流通路的概念及其画法。
3，放大电路的静态工作点（Q点）求解以及动态技术指标A u,R i,R o的分析和计算。
（必考）理解：1，三极管放大电路的三种组态（共射、共集、共基）的电路组成、工作原理和性能特点。
2，场效应管组成的共源和共漏放大电路的电路组成、工作原理和性能特点。
了解：1，多级放大电路的三种耦合方式（阻容耦合、变压器耦合、直接耦合）的原理和特点。
2，多级放大电路放大倍数和输入电阻、输出电阻的估算方法。
3，场效应管放大电路与双极型放大电路相比较的特点。
第三章放大电路的频率响应掌握：1，频率响应的基本概念。
理解：1，含有一个时间常数的单管共射放大电路中f L、f H的估算方法。
2，波特图的意义和画法。
了解：1，频率失真的含义。
2，三极管频率参数的含义。
3，多级放大电路的通频带与其各级放大电路的通频带之间的定性关系。
第四章功率放大电路理解：OTL和OCL互补对称电路的组成和工作原理，最大输出功率和效率的估算。
了解：1，功率放大电路的主要特点和类型；2，集成功率放大电路的特点。
第五章集成运算放大电路（重点）掌握：1，集成运放主要技术指标的含义。
2，差分放大电路的静态工作点，以及差模电压放大倍数、差模输入电阻和差模输出电阻的计算方法。
理解：1，差分放大电路的组成和工作原理，以及差分放大电路在四种不同输入、输出方式时差分放大电路的性能特点。
2，各种电流源（镜像电流源、比例电流源、微电流源）的工作原理和特点。
电子技术基础(上习题)(附答案)
电子技术基础一、 填空第一章 直流电路分析基础１．电路一般由 电源 、 负载 和 中间环 三部分组成。
２.电源是将 其他形式的能转换成电能 的装置。
3.负载是将 电能转换为其他形式的能 的设备。
4．电路的作用包括 能源转换 和 信号处理 两个方面。
５.交流电是指 大小和方向随时间变换而变化 的电压或电流。
6．数字信号是指 大小和方向不随时间变化而变化 的电压或电流信号。
7．模拟信号是指 大小和方向随时间连续变化 的电压或电流信号。
８.电路中的元件分为有源元件和无源元件，其中无源元件包括 电阻 、电感 和 电容 三种。
9.在电路中起激励作用的是独立电源，包括理想独立电流源 和 非理想电压源 。
10.电路中有两种电源，其中起激励作用的是独立电源，不起激励作用的是 受控 电源。
11. 一般来说,电流分为 直流 、 交流 和 随机电流 三种类型。
1２.求出的功率如果大于０，表示该元件吸收功率 ；如果功率小于0,表示该元件 发出功率 。
13.一般来说,电压分为 直流电压 、 交流电压 和 随机电压 三种类型。
14.对于一个二端元件,在关联参考方向的时，该元件功率的计算公式习惯表示为 P=UI ;与此相反,在非关联参考方向的时，其功率计算公式习惯表示为 P= －UI 。
15．根据是否提供激励，电源分为 独立 和 受控 两种。
第二章 一阶过渡电路1.一阶过渡电路的全响应分析通常用三要素法,三要素分别指 初始值f (0) 、 稳态值f (∞) 和 时间常数τ 。
2.ＲＣ过渡电路中的时间常数的表达式为 τ=RC ；RL 过渡电路中的时间常数的表达式为τ=lR 。
3.根据是否有信号输入，一阶过渡电路分为 零输入 响应和 零状态 响应。
４.一阶电路的全响应既可以用零输入响应和零状态响应表示，也可用 多个暂态 和 多个稳态 表示。
第三章 正弦交流电1.正弦交流电源的三要素是指 振幅 、 频率 和 出相位 。
第八章 非正弦周期信号频谱
角频率ω=2π／T。 a0、 ak、bk——傅里叶系数。
傅里叶级数是一个收敛的无穷级数，随着k取值的增大Akm的值减小。 k取值越大，三角级数越接近周期函数f ( t )，当k为无穷时，三角级数就能 准确代表周期函数f ( t )。但随着k取值的增大计算量也随之增大。 实际运算时三角级数应取多少项，要根据计算精度要求和级数的收敛 快慢而定。 在工程计算中，一般取式中的前几项就可以满足精度要求了，后边的 更高次项谐波可以忽略不计。
利用电感随着谐波频率的升高感抗值增大，电容随着谐波频率的升 高容抗值减小这一特点，可以将电感和电容组成各种不同的滤波电路， 把电路接在输入和输出之间，让某些需要的谐波通过而抑制某些不需要 的谐波。滤波电路广泛地运用在电子电路中，按其功能分为低通滤波器 、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。按其接线方式又分为T型滤 波器、 型滤波器和 型滤波器。
解：
（1）基波电压作用于网络时，电流 与电压同相位，故此时为串联谐振， 即
L
R 1
Z (3) 50 / 1 .7 5 5 /
2
2 2
2 8 .5
C
314 L 100 10 2 2
1 314C 10
即：
Z (3)
R ( 942 L
1 942 C
目录：
8.1 非正弦周期电流电路的基本概念 8.2 周期函数分解为傅里叶级数 8.3 有效值、平均值 和 平均功率 8.4 非正弦周期电流电路的分析计算 8.5 对称三相电路的高次谐波 8.6 傅里叶级数的指数形式及其相应的频谱 8.7 傅里叶积分及傅里叶变换
重点：
1. 正弦量的表示、相位差；
)
2
28 . 5
信号处理电路基本原理概述
信号处理电路基本原理概述信号处理电路是现代电子系统中至关重要的组成部分，它主要负责接收、处理和输出各种类型的电子信号。
本文将概述信号处理电路的基本原理，从信号的获取、传输到处理的各个环节进行介绍。
一、信号获取信号获取是信号处理电路的首要任务，它涉及到将外部世界的各种信号转化成电压或电流形式，以便于后续的处理。
常见的信号获取方式包括传感器、放大器和模数转换器。
1. 传感器传感器是信号处理电路中常用的一种设备，它能够将各种形式的物理量转化成电信号。
例如，温度传感器可以将温度变化转化成电压信号，光电传感器可以将光强变化转化成电流信号。
通过传感器的转换作用，外部环境的信息可以被数字电路所接收和处理。
2. 放大器放大器是信号处理电路中用来增强信号强度的设备。
它能够将微弱的输入信号放大到适合于后续处理的幅度范围内。
放大器通常由多级放大器组成，每级放大器都具有特定的增益。
通过放大器的作用，信号的噪声可以被降低，增强了信号与噪声之间的信噪比。
3. 模数转换器模数转换器（ADC）是将模拟信号转化为数字信号的关键设备。
它将连续的模拟信号经过采样和量化处理，转化为离散的数字信号。
ADC的输出可以被数字处理器所接收和处理，实现对信号的精确控制和分析。
二、信号传输信号传输是指将获取到的信号从信号源传输到信号处理电路中。
合理的信号传输方案能够保证信号的准确性和完整性。
常见的信号传输方式包括电缆传输和无线传输。
1. 电缆传输电缆传输是最常见的信号传输方式之一，它通过导线将信号源与信号处理电路连接起来。
电缆传输具有信号传输稳定、抗干扰性能强等优点，在许多应用场景中被广泛采用，例如家庭音响系统、工业控制系统等。
2. 无线传输无线传输是一种方便灵活的信号传输方式，它通过无线电波将信号传输到接收端。
无线传输具有无需布线、距离远、免受电缆损坏等优点，适用于移动通信、遥控等场景。
三、信号处理信号处理是信号处理电路中的核心环节，它包括对信号进行滤波、变换、调理等操作，以满足特定的应用需求。
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1
Uo
Ui
2 2 1 ( ) j o o
AF
1 1 (3 AF ) ， o 2 RC
传递函数中出现 的二次项,故称为二阶滤波器
幅频特性曲线
Uo
0
ui
2.滞回比较器(上行)
R
ui
R1
－+ +
R2
uo
当u+> u- =0 时, uo= +UOM 当u+< u- =0时, uo= -UOM
u+=0 时翻转，可以求出 上下门限电压。
当uo= -UOM
R2 R1 R ui U om 0 ui= U H 1 U om R1 R 2 R1 R 2 R2
带阻
一阶RC低通滤波器(无源) R
Ui
C
Uo
1 Uo j C 1 1 1 1 jRC Ui R 1 j j C 0
传 递 函 数
1 0 RC
1 2 1 ( ) 0
T( j)
1 1 j 0
幅 频 特 性
T( j)
幅频特性、幅频特性曲线
截止频率
C
1F 0.047 F 0.01 F
fo
16Hz 340Hz 1600Hz
8.1 有源滤波器
1.一阶有源低通滤波器
RF R1
R1 U Uo R1 R F
Ui
R
+ +
C
Uo
1 jC U Ui 1 R jC
1 Ui RC 1 jC
阶数越高，幅频特性曲线越接近 理想滤波器
AF -3db 理想低通 一阶低通 二阶低通 0
o
Uo
Ui
8.2 电压比较器
特点:运放处于 开环状态
当ui > UR时 , uo = +Uom
当ui < UR时 , uo = -Uom
uo ui UR
+
+
+Uom
uo 0
-Uom
UR
ui
UR为参考电压
+UOM ui
例题：利用电压比 较器将正弦波变为 方波。
ui
t
ui
+
+
uo
+Uom
uo
-Uom
t
用稳压管稳定输出电压
uo
ui
+
+
+UOM
uo
0
ui
-UOM
ui
+
+ UZ
uo
uo
+UZ -UZ 忽略了UF
0
ui
电压比较器的另一种形式： 将双向稳压管接在负反馈回路上
UZ
uo
ui
R
_ +
T( j)
Uo Ui
R
1 2 1 ( ) 0
Ui
C
Uo
1
0.707
此电路的缺点：
1、带负载能力差。
2、无放大作用。
3、特性不理想，边沿不陡。
0
0
截止频率
通频带宽度(带宽)
Uo Ui
带宽:0 - 0
0.707
1 0 RC
1
设R=10k,C为下列各值时的 带宽:
0
0
U o ( j )
传递函数：
Uo T( j) o i Ui U i ( j)
Uo T( j) Ui
U o ( j)
幅频特性 相频特性
() o i
滤波器分类(按频率特性进行分类)：
Uo Ui
低通
Uo Ui
高通
Uo Ui
Uo Ui
带通
低通 R1
RF + C
+
Uo
U U
传 递 函 数
Ui
R
Uo
RF 1 (1 ) – 1 R 1 1 jC Ui RC
幅频特性及幅频特性曲线 传 递 函 数
RF R1
Uo
RF 1 (1 ) 1 – R 1 1 jC Ui RC
+
Uo
R1
－+ +
R2
t
U+L
uo
Uom
t
-Uom
加上参考电压后的滞回比较器(下行) ： uo 传输特性 uo R ui +UOM
－+ +
R2
UR
R1
U+L
U+H
0
-UOM
ui
上下限：
UH UL
R1 R2 U om UR R1 R 2 R1 R 2 R1 R2 U om UR R1 R 2 R1 R 2
ui
1.双向稳压管接于输出端
RF
R限流电阻
t
一般取100
ui
R1
-
A +
R
u0
UZ +UF
+
uo
UZ稳压值, UF正向压降
t DZ
-(UZ +UF)
DZ双向稳压管
2.双向稳压管接于负反馈回路上
DZ
RF
传输特性
uo
+UOM UZ +UF
ui
R1
A + +
-
uo
0
-(UZ +UF) -UOM
ui
C
Uo
Uo RF 幅频特性： U (1 R ) i 1
1 2 1 ( ) 0
1+RF/R1
Uo Ui
1 (0 ) RC
相频特性： arg 0
0.707(1+RF/R1)
0
0
电路特点:
1、 0 时： U o (1 R F ) Ui R1
U R 1 2、 0 时： o (1 F ) Ui R1 2
R1 Uom UL U+ R1 R 2
滞回比较器(下行)(续)
ui
R
U+
R1
－+ +
R2
uo
设初始值: uo =+UOM ,
U+= U+H
设ui , 当ui = > U+H ,
uo从+UOM -UOM
uo
+Uom
这时, uo =-UOM ,
U+H
U+= U+L
U+L
0
-Uom
有放大作用
幅频特性与一阶无 源低通滤波器类似
3、 运放输出，带负载能力强。
2. 一阶有源高通滤波器
高通 R1
RF
Ui
+ +
R
UoLeabharlann R1 U Uo R1 R F
C
1 R jC U Ui 1 R jC
1 1 Ui – 1 jC
RC
U+H
0
-Uom
ui
加上参考电压后的滞回比较器(上行) ： 上下门限电压
UR
R
ui
R1
－+ +
R2
R1 R 2 uo U R 1 U H om UR
R2 UL
当uo= -UOM
R2 R1 R 2 R1 U om UR R2 R2
R2 R1 ui U om UR R1 R 2 R1 R 2
ui
UR
R
－+ +
R1 R2
uo
ui
10V
2V
uo
传输特性
uo
+UOM
+UOM
U+L 0 -UOM U+H
ui
-UOM
滞回比较器(下行)两种电路传输特性的比较: uo uo R +Uom ui U+
R1
－+ +
R2
U+L
0
-Uom
U+H
ui
uo ui
UR
R1 R2 R
－+ +
uo
U+L U+H
U U
传 递 函 数
Uo
RF 1 (1 ) RC R 1 1 jC Ui
传递函数中出现 的一次项,故称为一 阶滤波器
幅频特性及幅频特性曲线 传 RF 1 递 Uo (1 ) 函 RC R 1 1 jC U Ui i 数
RF R1
R
+ +
Ui
+ C R
Uo RF 幅频特性： U (1 R ) i 1
Uo Ui
1 1 ( 0 0 )2
1+RF/R1
0.707(1+RF/R1)
0
0
3.二阶有源低通滤波器
RF R1