信号的运算与处理电路-绝对值电路

2）幅频特性
| Au | Aup f 2 1 ( ) fo
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 可采用二阶或高阶 低通滤波器
21
5.4.3 高通滤波器
1、一阶高通滤波器 1）传递函数
U R 1 R j C U i
U i
22
2）幅频特性
| Au | Aup fo 2 1 ( ) f
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
23
3、 带通滤波器
24
本章内容的重点
1、正确理解理想运放及“虚短”、“虚 断”、“虚地”的概念。 2、掌握运放线性应用电路的分析思路和 计算方法。 3、了解滤波器的基本概念，掌握传递函 数的推导方法。
17
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：
18
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：
含有高频干扰 的低频率信号
19
5.4.2 低通滤波器
1、一阶低通滤波器 1）传递函数
同相比例放大
20
1 1 j C U U U i 1 jRC i 1 R j C 一阶无源低通滤波 R2 R U 2 i Uo 1 U 1 通带增益 1 jRC R1 R2 R 1 Aup 1 R1 R2 1 Aup R1 Au 截止频率 f 1 jRC 1 1 j fo fo 2RC
U i
Ui
∞ N UN R VD1 VD3
Uo mA Io VD2 VD4
12
二、峰值运算电路
利用二极管单向导电特性，使电容单向充电，记忆其峰值
Vi Vo
Vim3 Vim2 Vim1
t
上述电路记录正峰值，若要记录负峰值，D1、D2反接即可。 通过两正反峰值相加电路，我们可以得到峰峰电路。
ui
反相器
2
基本运算电路 信号测量放大电路 信号变换电路 有源滤波器
3
5.1.4 积分运算电路
积分电路是组成模拟计算机的基本单元，用以实现 对微分方程的模拟。也常用于控制和测量系统，其充 放电过程可实现延时、定时及各种波形的产生。 因反相输入端虚地，有
uo uC
又因虚断，则
i iC ui iR iC R 1 t uo uC iC dt U C (0) C 0 1 t uo ui dt U C (0) 0 RC
正峰值 检波器
uimax
相加电路
-ui正峰值 检波器
(-ui)max
13
R1 R1 Ui ∞ U1 VD N1
2
R2
UC C
∞ N2 Uo
S
VD1
14
§5.4 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
16
5.4.1 有源滤波器的基本概念与分类
1、有源滤波器的基本概念
滤波器：让特定频带中的信号通过，将频带外的信 号予以阻止。 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。 本节简单介绍RC有源滤波器。
1 1 jRC
R U R f i 1 1 f U U U o o 1 R R 1 1 1 jRC Rf 1 Rf 1 R1 Aup Aup 1 fo Au f 1 R1 2RC 1 j o 1 f jRC
25
4
ui
0
t
应用举例：
uo
0
1、输入方波，输出 是三角波。
t
5
2、如果积分器从某一时刻输入一直流 电压，输出将反向积分，经过一定的时 间后输出饱和。
1 t uo Udt RC 0 1 U om UTM RC RC Uom TM U
U
ui
0
t
uo
0
积分时限 TMt6-Uom Nhomakorabea7
换，如将矩形波变换为 尖脉冲。
uo 比ui 滞后90。
§5.3 信号变换电路
在控制、遥测、近代生物物理和医学等 领域，常需要将模拟信号进行转换。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。
8
5.3.1 电压-电流变换器
1、负载不接地
us = io R
ui uo uo1
10
5.3.2 电流-电压变换器
if = is
uo =－is Rf
输出电压与输入电流成比例。
11
5.3.3 常用特征值运算电路
一、绝对值运算电路
U o
只要用前面所学的线性整流电 路就可以了（可参见第三章图 3-11、图3-13、图3-14，但不 要其中的滤波电容）。
O
Io | ui | R
或
1 io us R
输出电流与输入电压成比例。
9
2、负载接地
设R1＝R2 ＝R3 ＝R4
R3 R4 u1 ui uo2 R3 R4 R3 R4
0.5ui 0.5uo2
R1 u1- uo1 0.5uo1 R1 R2
u1 u1
uo 2 uo
uo1 - uo ui io Ro Ro
5.1.5 微分运算电路
微分是积分的逆运算。 因虚断，则 iC i R 因反相输入端虚地，有
duC uo i R R iC R RC dt dui uo RC dt 微分电路可实现波形转
微分电路可实现移相作用， 如当ui=Umsinωt时，
dui uo RC U mRC cos t dt
信号的运算与处理电路
集成运放与外部不同形式的反馈电路相配合，可以实 现输入量与输出量之间的各种特定函数关系，即可完 成对信号的运算、处理、变换等模拟功能。 线性应用 集成运放的基本应用可分为： 非线性应用 线性应用：外加深度负反馈电路，使运放工作在线性 区，可构成模拟运算电路、滤波电路等。分析时采用 虚短、虚断的概念。 非线性应用：开环或引入正反馈，使运放工作在非线 性区，可构成比较器、波形发生电路等，此时运放表 现出开关特性。