【正文】 想特性圖 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ? 采樣保持電路 ?采樣持電路根據(jù)數(shù)字指令來決定自己的工作方式，通常用邏輯電平 1代表采樣指令，邏輯電平 0代表保持指令。 B’=ω2ω1 （ 545） ?抑制信號(hào)通過的頻段 B’稱為帶寬，即 ?式中， ω’0稱為中心角頻率。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 圖 帶通濾波器和帶阻濾波器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ? 3. 帶通濾波器和帶阻濾波器 ?帶通濾波器的作用是只允許某一頻帶內(nèi)的信號(hào)通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號(hào)都被阻斷，其理想特性如圖 （ a）所示。 ?如果將圖 R1和 C1 互換， R2和 C2互換，即可 變成二階高通濾波器。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?式中， （濾波器的截止角頻率）。 圖 高通濾波器理想特性 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?將低通濾波電路中起作用的 電阻、電容互換，即可變成 高通濾波電路。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ? 2. 高通濾波器 ?與低通濾波器相反，高通濾波器用來通過高頻信號(hào)，抑制或衰減低頻信號(hào)。 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?當(dāng) Q=1時(shí)，在 ω=ω0的情況下， |A|＝ Auf保持了通頻帶的增益，而高頻段幅度衰減很快，故濾波效果較好。 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?可解得 ? （ 543） ?式中， Q類似于諧振回路的品質(zhì)因數(shù)， Q越大，ω=ω0時(shí)的｜ A｜值也越大。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?（ 2）二階有源低通濾波電路 ?為了使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降，以改善濾波效果，在圖 RC低通濾波電路，如圖 ，稱為二階有源低通濾波電路。 ?一階低通濾波器的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單， 缺點(diǎn)是特性偏離理想特性過遠(yuǎn)， 阻帶區(qū)衰減太慢，衰減斜率僅 為 20dB/10倍頻程，也就是說， 在比截止頻率高 10倍的頻率 處，幅度只下降了 20dB。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?式（ 512）中 ?對(duì)式（ 542）進(jìn)行歸一化處理，則 ?當(dāng) ω=0時(shí)， ?當(dāng) ω=ω0時(shí) , ?式中， ω0稱為截止角頻率，當(dāng) ω=ω0時(shí)，電路幅頻特性衰減 3dB，即 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?由于圖 、圖 ，因此，集成運(yùn)算放大器都工作于線性區(qū)。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用 ?（ 1）一階有源低通濾波電路 ?實(shí)現(xiàn)圖 ：一是將濾波電路接到運(yùn)算放大器的同相輸入端，如圖 ；二是作為反饋支路接到反相輸入端，如圖 。其 理想特性如圖 。它能選出有用的信號(hào)，抑制無用的信號(hào)，使一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)能順利通過，衰減很小，而在此頻率范圍以外的信號(hào)不易通過，衰減很大。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?③副載波影響小，濾波設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可利用內(nèi)電阻和分布電容組成。包絡(luò)檢波要求輸入信號(hào)幅度大于等于 1V（ PP），而同步檢波只要求輸入信號(hào)幅度大于 50mV。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 與包絡(luò)視頻檢波器相比，同步檢波的優(yōu)點(diǎn)如下。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?設(shè)調(diào)制信號(hào)為 UΩsinΩt，載波信號(hào)為 Umsinωt，則調(diào)幅波電壓 u2=(Um+UΩsinΩt)sinωt，加至同步檢波器的脈沖信號(hào)用載波 u1=Umsin(ωtθ)表示， θ是 u1與 u2的相位差，所以有 uo=Ku1u2， K為常數(shù)，則有 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?因?yàn)檫@里要解調(diào)的調(diào)幅波是一般調(diào)幅波，含有載頻成分，所以可用一個(gè)載波選頻放大器加限幅二極管來獲得所需的第二種信號(hào)，即同相的 38MHz方波信號(hào)。 圖 集成電路雙差分同步檢波器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?（ 4）雙平衡模擬乘法器在電視機(jī)中的應(yīng)用 ?電視機(jī)中利用了多個(gè)雙平衡型模擬乘法器進(jìn)行信號(hào)處理。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?例如，變頻器的輸入信號(hào)是一個(gè)高頻調(diào)幅波，如圖（ a）所示，經(jīng)過變頻器后，僅僅使載波頻率 fc變換成中頻 fo，而包絡(luò)線的形狀是一致的，如圖 （ b）、（ c）所示。在變頻過程中，只是改變已調(diào)信號(hào)的載波頻率，而信號(hào)的調(diào)制類型（如調(diào)幅或調(diào)頻等）和調(diào)制參數(shù)（如調(diào)制系數(shù)、調(diào)制頻率等）都不改變。 圖 調(diào)頻波 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 它的作用是將調(diào)頻波變換為原來的調(diào)制信號(hào)。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?（ 2）調(diào)頻與鑒頻 ?使高頻振蕩的頻率按照調(diào)制信號(hào)規(guī)律作相應(yīng)的變化，稱為頻率調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)頻，如圖 。檢波器將高頻信號(hào)變成低頻信號(hào)，這也是一種頻率的變換過程。 ?接收機(jī)從高頻調(diào)幅波中檢出調(diào)制信號(hào)的過程，稱為檢波，又稱為解調(diào)。 ?（ 1）調(diào)幅與檢波 圖 載波、調(diào)制信號(hào)和已調(diào)幅波的波形 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?其參數(shù)選擇為 圖 例 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?解：用乘法器和運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?（ 3）圖 （ c）所示電路中， ，則 其邏輯功能是求平方平均值。 ?（ 2）圖 （ b）所示電路中，由于 所以 其邏輯功能是模擬開方。 圖 例 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 圖 CB1595外部元件配置圖 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 5V, uy=177。 10V U=15V, uy=177。 圖 CB1595/1495 模擬乘法器引腳圖 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ?從表 ， CB1595在進(jìn)行乘法運(yùn) 算時(shí)需接 Ry、 Rx等必要的元件，而 外接元件的精度與運(yùn)算精度相關(guān)。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?式（ 536）表現(xiàn)為乘法特性，因?yàn)閺膱D （ 537） （ 538） ? re1和 re2分別為三極管 VT和 VT’發(fā)射極動(dòng)態(tài)電阻 ,且有 （ ie為發(fā)射極電流），于是得到 （ 539） ?如果在 A、 B端加上負(fù)載電阻 RC，則可得到輸出差動(dòng)電壓 ud為 （ 540） 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?令 ，可得 （ 531） （ 532） ?于是，可得輸出電流 id的表達(dá)式為 （ 533） ?另外，從電路左半部分并參照式（ 513）還可得到 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 若圖中器件滿足匹配要求，在忽略基極電流影響的條件下，可得出如下方程 i3+iy=i6+i4， i4iy=i5+i7 iA=i6+i7， iB=i4+i5 ?由差分電路的性質(zhì)并參照式（ 518），可得 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?當(dāng)輸入電壓 ux和 uy均足夠小（遠(yuǎn)小于 2UT≈50mV）時(shí)，式（ 528）可近似為 （ 529） 式中， ?當(dāng) ux、 uy均不為零時(shí)，才有輸出；而在其他狀態(tài)時(shí)，輸出為零，處于直流平衡狀態(tài)。 ?根據(jù)差分放大器的原理， 由式（ 514）、式（ 515） , 可分別寫出 VT1～ VT6管的 集電極電流表達(dá)式如下 圖 雙平衡模擬乘法器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?式中， gm3是 VT3的跨導(dǎo)。 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ?由圖 iE1+iE2=I，即 ?把上式改寫一下，并考慮 uBE1uBE2=uid，則得 (514) （ 515） 圖 雙極差分放大器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 圖 簡(jiǎn)單的乘法運(yùn)算放大器 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) 圖 模擬乘法器符號(hào) 電路與電子技術(shù) （中冊(cè) ? x和 uy是乘法器的兩個(gè)輸入電 壓， uo是輸出電壓，它們的 關(guān)系是 uo=kuxuy,通常 k取 ()1。模擬電子技術(shù)）（第 2版） 第 5章 運(yùn)算放大器的應(yīng)用 2022/2/16 15:17 2022年 2月 16日 3時(shí) 17分 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用 ? * 模擬乘法器運(yùn)算放大器 ?模擬乘法器是用來完成兩個(gè)模擬量（電壓或電流）相乘的電子器件。 ?解 :圖 對(duì)