1、返回返回信號(hào)的運(yùn)算和處理集成運(yùn)放電路應(yīng)用基礎(chǔ)集成運(yùn)放電路應(yīng)用基礎(chǔ)常用基本運(yùn)算電常用基本運(yùn)算電路路運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則比例運(yùn)算電路比例運(yùn)算電路加、減法運(yùn)算電路加、減法運(yùn)算電路微分與積分微分與積分對(duì)數(shù)與指數(shù)對(duì)數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路設(shè)計(jì)運(yùn)算電路設(shè)計(jì)模擬乘法器及其模擬乘法器及其應(yīng)用應(yīng)用有源濾波電路有源濾波電路變跨導(dǎo)型模變跨導(dǎo)型模擬乘法器擬乘法器模擬乘法器在運(yùn)模擬乘法器在運(yùn)算電路中的應(yīng)用算電路中的應(yīng)用乘方運(yùn)算乘方運(yùn)算除法運(yùn)算除法運(yùn)算立方根運(yùn)算立方根運(yùn)算平方根運(yùn)算平方根運(yùn)算有源低通濾波器有源低通濾波器基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)同相輸入低通濾波電路同相輸入低通濾波電路反相輸入低通濾波電路反相輸入低通

2、濾波電路其他有源濾波電路其他有源濾波電路第第6 6章章 信號(hào)的運(yùn)算和處理信號(hào)的運(yùn)算和處理開關(guān)電容濾波電路開關(guān)電容濾波電路返回返回集成運(yùn)放電路工作狀態(tài)及特點(diǎn)集成運(yùn)放電路工作狀態(tài)及特點(diǎn)從電路工作狀態(tài)劃分，集成運(yùn)放電路分：從電路工作狀態(tài)劃分，集成運(yùn)放電路分：線性和非線性應(yīng)用兩個(gè)方面：線性和非線性應(yīng)用兩個(gè)方面：線性應(yīng)用：信號(hào)數(shù)學(xué)運(yùn)算、信號(hào)放大、有線性應(yīng)用：信號(hào)數(shù)學(xué)運(yùn)算、信號(hào)放大、有源濾波等源濾波等(本章討論的內(nèi)容本章討論的內(nèi)容)。線性應(yīng)用時(shí)集。線性應(yīng)用時(shí)集成運(yùn)放電路工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)。成運(yùn)放電路工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)。非線性應(yīng)用：非正弦波發(fā)生電路等非線性應(yīng)用：非正弦波發(fā)生電路等(第第7章章)。非線性應(yīng)

3、用時(shí)集成運(yùn)放電路工作在開環(huán)或非線性應(yīng)用時(shí)集成運(yùn)放電路工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)。正反饋狀態(tài)。返回返回集成集成 運(yùn)放線性運(yùn)用的分析方法運(yùn)放線性運(yùn)用的分析方法引入集成運(yùn)放理想模型。引入集成運(yùn)放理想模型。抓住集成運(yùn)放理想模型抓住集成運(yùn)放理想模型”虛斷虛斷”和深度負(fù)和深度負(fù)反饋條件下反饋條件下”虛短虛短”概念，在輸入端列出概念，在輸入端列出節(jié)點(diǎn)電流方程。這種方法要比第節(jié)點(diǎn)電流方程。這種方法要比第5章深度負(fù)章深度負(fù)反饋的分析法簡(jiǎn)單多。反饋的分析法簡(jiǎn)單多。注意：注意： ”虛短虛短”概念是建立在集成運(yùn)放高開概念是建立在集成運(yùn)放高開環(huán)電壓放大倍數(shù)環(huán)電壓放大倍數(shù)(105106)、深度負(fù)反饋、深度負(fù)反饋(1+AF=

4、104105)基礎(chǔ)之上的。基礎(chǔ)之上的。返回返回6.1.1. 理想集成運(yùn)放模型理想集成運(yùn)放模型6.1 集成運(yùn)放電路應(yīng)用基礎(chǔ)集成運(yùn)放電路應(yīng)用基礎(chǔ) 實(shí)際運(yùn)放的理想化模型就是理想運(yùn)放。其理想化實(shí)際運(yùn)放的理想化模型就是理想運(yùn)放。其理想化參數(shù)為：參數(shù)為：odAidr0roCMRKHf返回返回6.1.2 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的條件及其特點(diǎn)理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的條件及其特點(diǎn) 1.理想運(yùn)放工作于線性區(qū)條件理想運(yùn)放工作于線性區(qū)條件 引入引入深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋 “虛短虛短”是運(yùn)放在線性區(qū)工作時(shí)特有的結(jié)論，非線性區(qū)時(shí)是運(yùn)放在線性區(qū)工作時(shí)特有的結(jié)論，非線性區(qū)時(shí)不成立。不成立。)(ouuAuododAuo為有限值為有限

5、值0) uu則：（因此有：因此有： uu 2. 工作在線性區(qū)的特點(diǎn)工作在線性區(qū)的特點(diǎn)稱為虛短稱為虛短因?yàn)橐驗(yàn)閕dr因此有因此有0ii稱為虛斷稱為虛斷 “虛短虛短”是運(yùn)放差模輸入電阻很大的必然是運(yùn)放差模輸入電阻很大的必然結(jié)論，在線性區(qū)和非線性區(qū)時(shí)都成立。結(jié)論，在線性區(qū)和非線性區(qū)時(shí)都成立。返回返回6.1.3理想集成運(yùn)放工作在非線性理想集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的條件及其特點(diǎn)區(qū)的條件及其特點(diǎn)1. 工作非線性區(qū)的條件工作非線性區(qū)的條件 電路工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)電路工作在開環(huán)或正反饋狀態(tài)2. 工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)工作在非線性區(qū)的特點(diǎn)因其放大倍數(shù)趨于無窮大，所以輸出電因其放大倍數(shù)趨于無窮大，所以輸出電壓只有

6、兩種可能壓只有兩種可能(非線性區(qū)非線性區(qū)”虛斷虛斷”不成不成立立)： uo -UOM UOM u+- u- O 當(dāng)當(dāng) u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = + Uom u+ u 時(shí)，時(shí)， uo = Uom 返回返回0uui1= i221RuRuoi121RRuuAouuo_+ + R2R1RPuii1i2基本電路基本電路虛短虛短虛斷虛斷結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從反相端相輸入端，信號(hào)從反相端輸入。輸入。1. 反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路6.2 常用基本運(yùn)算電路常用基本運(yùn)算電路6.2.1 比例運(yùn)算電路比例運(yùn)算電路ExitiuRRu120實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)運(yùn)算處理的電路稱為運(yùn)算

7、電路。實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)運(yùn)算處理的電路稱為運(yùn)算電路。組成運(yùn)算電路的前提條件：電路必須引入深度負(fù)反饋。組成運(yùn)算電路的前提條件：電路必須引入深度負(fù)反饋。返回返回Exit輸入電阻輸入電阻ri=R1平衡電阻，使輸入端對(duì)地平衡電阻，使輸入端對(duì)地的靜態(tài)電阻相等，保證靜的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。RP =R1 / R2為保證一定的輸入電阻，為保證一定的輸入電阻，當(dāng)放大倍數(shù)大時(shí)，需增當(dāng)放大倍數(shù)大時(shí)，需增大大R2，而大電阻的精度，而大電阻的精度差，因此，差，因此，在放大倍數(shù)在放大倍數(shù)較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不較大時(shí)，該電路結(jié)構(gòu)不再適用。再適用。uo_+ + R2R1RPuii1i2返回返回電

8、位為電位為0 0，虛地，虛地輸入電阻小、輸出電阻輸入電阻小、輸出電阻小以及小以及“虛地虛地”是反相是反相輸入的特點(diǎn)。輸入的特點(diǎn)。反饋方式反饋方式電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋輸出電阻很小！輸出電阻很小！uo_+ + R2R1RPuii1i2Exit返回返回_+ + R2R1RPuiuou-= u+= ui12RuRuuiioiouRRu)1(12反饋方式：反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。電壓串聯(lián)負(fù)反饋。輸入電阻高。1211RRuuAou 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從同相反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。端輸入。2. 同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路Exit返回返回

9、_+ + uiuoiouuuu 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸出電壓輸出電壓全部引到反相輸入端，全部引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。信號(hào)從同相端輸入。電電壓跟隨器是壓跟隨器是同相比例運(yùn)同相比例運(yùn)算放大器的特例。算放大器的特例。3. 電壓跟隨器電壓跟隨器Exit返回返回4. 差動(dòng)比例運(yùn)算電路差動(dòng)比例運(yùn)算電路分析方法：利用迭加原理分析方法：利用迭加原理uI1單獨(dú)作用：?jiǎn)为?dú)作用：uI2單獨(dú)作用：?jiǎn)为?dú)作用：uI1 、 uI2同時(shí)作用：同時(shí)作用：u+ui2uoRfui1RpR2+R1+11o1ifuRRu2p2p11o2)()ifuRRRRRRu（11f2p2p1f1o2o1o)()iiuRRuRRRRRRu

10、uu（當(dāng)R1=R2,RP=Rf時(shí)，uo=(ui2ui1)Rf /R1返回返回作用：作用：將若干個(gè)輸入信號(hào)之和或之差按比例放大。將若干個(gè)輸入信號(hào)之和或之差按比例放大。類型：類型：同相求和與反相求和。同相求和與反相求和。方法：方法：引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋或電壓串聯(lián)負(fù)反饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)饋。這樣輸出電壓與運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)無關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。無關(guān)，與輸入電壓和反饋系數(shù)有關(guān)。6.2.2 加、減法運(yùn)算電路加、減法運(yùn)算電路Exit返回返回R12_+ RFR11ui2uoRPui1FPR/R/RR12111. 加法運(yùn)算電路加法運(yùn)算電路 (電壓

11、并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋)Exit(1) (1) 反相加法運(yùn)算電路反相加法運(yùn)算電路 可采用疊加定理求uo（1）ui1單獨(dú)作用時(shí))(i212Fi111FouRRuRRu（2）ui2單獨(dú)作用時(shí)則當(dāng)當(dāng)Ri1=Ri2=RF時(shí)，時(shí)，uo= (ui1+ui2)111o1iFuRRu212o2iFuRRu返回返回-R1RF+ui1uoR21R22ui2(2) 同相加法運(yùn)算電路同相加法運(yùn)算電路 (電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋)Exit1222122iuRRRu同理，ui2單獨(dú)作用時(shí))(1 (12221221oiFuRRRRRu)(1 ( 22221211oiFuRRRRRu)(1 (2i2221211 i22

12、21221FouRRRuRRRRRu當(dāng)當(dāng)R21=R22= R1=RF時(shí)，時(shí)，uo=ui1+ui2返回返回 實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加實(shí)際應(yīng)用時(shí)可適當(dāng)增加或減少輸入端的個(gè)數(shù)，以或減少輸入端的個(gè)數(shù)，以適應(yīng)不同的需要。適應(yīng)不同的需要。R2_+ RfR1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6R1/R2/Rf = R3/R4/R62. 加、減法運(yùn)算電路加、減法運(yùn)算電路Exit返回返回）（221101RuRuRuiifR2_+ RfR1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6R2_+ RfR1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6）（443302RuRuRuiif）（2211443302010RuRuRuR

13、uRuuuiiiif 因此因此,所有輸入信號(hào)同所有輸入信號(hào)同時(shí)作用時(shí)的輸出電壓為時(shí)作用時(shí)的輸出電壓為若若:R1/R2/Rf = R3/R4/R6Exit返回返回 例例6-5 試設(shè)計(jì)一個(gè)由兩級(jí)運(yùn)算放大器組成的高輸入電阻的減法電路，且輸出與輸入之間滿足uO=3（uI2-uI1）的關(guān)系。 解：解：因?yàn)橐蟾咻斎腚娮瑁裕瑧?yīng)采用同相輸入電路，即，uI1、uI2應(yīng)加在兩個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端。根據(jù)輸出與輸入之間滿足uO=3（uI2-uI1）的關(guān)系可確定：uI2作為第二級(jí)的同相輸入信號(hào)，uI1作為第一級(jí)的同相輸入信號(hào)被放大后、輸出信號(hào)uO1作為第二級(jí)的反相輸入信號(hào)，其電路如圖6-16所示。返回返回第一

14、級(jí)同相比例電路輸出電壓為第一級(jí)同相比例電路輸出電壓為根據(jù)疊加原理，第二級(jí)輸電壓為根據(jù)疊加原理，第二級(jí)輸電壓為111o11ifuRRu）（ 2321o32o)1 (iffuRRuRRuR1Rf 1+ui1uo1R2_R3Rf 2+uoR4ui2_23211132)1 ()1 (ififfuRRuRRRR返回返回該設(shè)計(jì)方案中，對(duì)輸入信號(hào)該設(shè)計(jì)方案中，對(duì)輸入信號(hào)uI1、uI2而言，第一、二級(jí)電路均為而言，第一、二級(jí)電路均為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，可認(rèn)為輸入電阻趨于無窮大。電壓串聯(lián)負(fù)反饋，可認(rèn)為輸入電阻趨于無窮大。3)1 (3)1 (321132RRRRRRfff2213211RRRRff若選若選 Rf 1=

15、 Rf 2= 60K則則 R 1=120K R 3=30K平衡電阻平衡電阻 R 2=R1/Rf 1R 4=R3/Rf 2返回返回i1iFRuii1dtduCioFdtuRCuio1ui-+RR2Cuo1.積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)RC大于輸大于輸入信號(hào)的周期入信號(hào)的周期T。Exittuo0tui06.2.3 積分運(yùn)算電路和微分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路和微分運(yùn)算電路返回返回tui0tuo0toUdtRCu01U-UomMomUTRCU1URCUTomMTM積分時(shí)限積分時(shí)限 如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓， 輸出將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和

16、。輸出將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和。思考：思考：如果輸入是正弦波，如果輸入是正弦波，輸出波形怎樣。輸出波形怎樣。Exit返回返回 例例6-6 在圖在圖6-20所示電路中，試求輸出電壓與輸入所示電路中，試求輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式。電壓的關(guān)系式。i1ui-+R1R2CuoRfic解：根據(jù)解：根據(jù)“虛地虛地”概念：概念：由由“虛斷虛斷”概念：概念：u-=0i1= iC可得可得tiCiRuiRuuccfccfod1即tuCRRuRuiifod111返回返回 該電路是該電路是反相比例運(yùn)算電路和積分電路反相比例運(yùn)算電路和積分電路的組合，稱之為比例的組合，稱之為比例-積分調(diào)節(jié)器，簡(jiǎn)稱積分調(diào)節(jié)器，

17、簡(jiǎn)稱PI(Proportional Intergral)調(diào)節(jié)器。它在自動(dòng)調(diào)節(jié)器。它在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的控制系統(tǒng)中用以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的精度。精度。返回返回u= u+= 0RuioFdtduCii1Fii 1dtduRCuiou i+uoRR2i1iFC2. 微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路Exit返回返回uit0t0uotuisin若輸入：若輸入：則：則：)90sin(costRCtRCuou i+uoRR2i1iFCExit返回返回 例例6-76-7 電路圖如圖電路圖如圖6-226-22所示，試求電路輸出電壓所示，試求電路輸出電壓uO與輸入電壓與輸入電壓uI的關(guān)系式。的

18、關(guān)系式。 該電路是反相比例運(yùn)算電路和微分電路的組合，稱之為比該電路是反相比例運(yùn)算電路和微分電路的組合，稱之為比例例-微分調(diào)節(jié)器，簡(jiǎn)稱微分調(diào)節(jié)器，簡(jiǎn)稱PD(Proportional Differential)調(diào)節(jié)器。它調(diào)節(jié)器。它也是工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中用到的一種電路。也是工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中用到的一種電路。iciRiR1u i+uoRR2CR1解：根據(jù)解：根據(jù)“虛地虛地”概念：概念：由由“虛斷虛斷”概念：概念：u-=0iR= iR1+ iC可得可得)1(1dtduCuRRRiuiiRo返回返回6.5 有源濾波電路有源濾波電路有選擇性傳輸特定頻率范圍內(nèi)信號(hào)的電路有選擇性傳輸特定頻率范圍內(nèi)信號(hào)的電路稱為

19、濾波電路稱為濾波電路（或?yàn)V波器）（或?yàn)V波器），其功能是：，其功能是：允許規(guī)定頻率范圍內(nèi)的有用允許規(guī)定頻率范圍內(nèi)的有用信號(hào)通過，不允許規(guī)定頻率范圍之外的無用信號(hào)（干擾信號(hào)通過，不允許規(guī)定頻率范圍之外的無用信號(hào)（干擾信號(hào)）通過。信號(hào)）通過。濾波電路分濾波電路分“無源濾波電路無源濾波電路”和和“有源濾波電路有源濾波電路”。由。由無源元件（電阻、電容、電感等）組成的濾波電路無源元件（電阻、電容、電感等）組成的濾波電路稱為稱為“無源濾波電路無源濾波電路”； 由無源元件和有源元器件（晶體由無源元件和有源元器件（晶體管、集成運(yùn)放等）組成的濾波電路管、集成運(yùn)放等）組成的濾波電路稱為稱為“有源濾波電有源濾波電路

20、路”。濾波電路在通信、電子信息、儀器儀表等領(lǐng)域中有著廣濾波電路在通信、電子信息、儀器儀表等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。本節(jié)主要討論由無源元件和集成運(yùn)放組成的本節(jié)主要討論由無源元件和集成運(yùn)放組成的“有源濾波有源濾波電路電路”。返回返回1. 1. 濾波電路的分類濾波電路的分類1. 按信號(hào)性質(zhì)分類按信號(hào)性質(zhì)分類3. 按電路功能分類按電路功能分類: 低通濾波器；高通濾波器；低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器帶通濾波器；帶阻濾波器2. 按所用元件分類按所用元件分類6.5.1濾波電路的基礎(chǔ)知識(shí)濾波電路的基礎(chǔ)知識(shí)模擬濾波器和數(shù)字濾波器模擬濾波器和數(shù)字濾波器無源濾波器和有源濾波器無源濾波器和有

21、源濾波器4. 按階數(shù)分類按階數(shù)分類: 一階，二階一階，二階 高階高階Exit返回返回理想濾波器的幅頻特性如下圖。理想濾波器的幅頻特性如下圖。fP、fP1、fP2稱為稱為濾波器的截止頻率，濾波器的截止頻率，fP1、fP2分別稱為下限截止頻分別稱為下限截止頻率和上限截止頻率。率和上限截止頻率。低通濾波器：允許頻低通濾波器：允許頻率低于率低于fp的信號(hào)通過。的信號(hào)通過。高通濾波器：允許頻高通濾波器：允許頻率高于率高于fp的信號(hào)通過。的信號(hào)通過。帶通濾波器：允許頻帶通濾波器：允許頻率介于率介于fp1 和和fp2的信號(hào)的信號(hào)通過。通過。帶阻濾波器：允許頻帶阻濾波器：允許頻率小于率小于fp1 和大于和大于

22、fp2之之間的信號(hào)通過。間的信號(hào)通過。返回返回實(shí)際濾波器與理想濾波器的幅頻特性有較實(shí)際濾波器與理想濾波器的幅頻特性有較大的差異，主要表現(xiàn)在：大的差異，主要表現(xiàn)在：1、通帶和阻帶分界線、通帶和阻帶分界線不是垂直于橫軸，不是垂直于橫軸，而而是有一定斜率變化的斜線；是有一定斜率變化的斜線；2、通帶內(nèi)，幅頻特性曲線、通帶內(nèi)，幅頻特性曲線并不是平行于橫并不是平行于橫軸的水平線。軸的水平線。 Aup是通帶是通帶放大倍數(shù)。放大倍數(shù)。Aup的的0.707倍對(duì)倍對(duì)應(yīng)的頻率稱為通應(yīng)的頻率稱為通帶截止頻率。帶截止頻率。實(shí)際濾波器存在實(shí)際濾波器存在過渡帶，過渡帶過渡帶，過渡帶越窄越接近理想，越窄越接近理想，濾波效果越

23、好。濾波效果越好。分析濾波器的主要任務(wù)就是：確定分析濾波器的主要任務(wù)就是：確定通帶放大倍數(shù)通帶放大倍數(shù)Aup和通帶截止頻率。和通帶截止頻率。返回返回2. RC低通濾波電路低通濾波電路 RC低通濾波電路如下圖（低通濾波電路如下圖（a）所示。當(dāng)）所示。當(dāng)信號(hào)頻率趨近于零時(shí)，電容的容抗趨于無信號(hào)頻率趨近于零時(shí)，電容的容抗趨于無窮大，通帶放大倍數(shù)為窮大，通帶放大倍數(shù)為 Aup =Uo/Ui =1 返回返回當(dāng)電路不帶負(fù)載當(dāng)電路不帶負(fù)載RL時(shí)，電壓放大倍數(shù)的一般時(shí)，電壓放大倍數(shù)的一般表達(dá)式為表達(dá)式為令令則則其幅頻特性為其幅頻特性為通帶通帶截止截止頻率頻率為為fpRCCRCUUAioj11j1j1uRCf2

24、1pppuj1j11ffAffAup2pu)(1|ffAAup返回返回 顯然電路主要存在如下問題顯然電路主要存在如下問題: (1) 電路的增益小電路的增益小, 最大僅為最大僅為1。 (2) 帶負(fù)載能力差。帶負(fù)載能力差。 如在無源濾波電路的如在無源濾波電路的輸出端接一負(fù)載電阻輸出端接一負(fù)載電阻RL, 如圖如圖6-47 (a)虛線虛線所示所示, 則其截止頻率和放大倍數(shù)均隨則其截止頻率和放大倍數(shù)均隨RL而變而變化。化。返回返回3. RC高通濾波電路高通濾波電路 RC高通濾波電路如圖高通濾波電路如圖6-49（a）所示。當(dāng)）所示。當(dāng)信號(hào)頻率趨近于無窮大時(shí)，電容的容抗趨信號(hào)頻率趨近于無窮大時(shí)，電容的容抗趨

25、于于0，通帶放大倍數(shù)為，通帶放大倍數(shù)為 Aup =Uo/Ui =1 返回返回當(dāng)電路不帶負(fù)載當(dāng)電路不帶負(fù)載RL時(shí)，電壓放大倍數(shù)的一般表達(dá)時(shí)，電壓放大倍數(shù)的一般表達(dá)式為式為式中截止頻率式中截止頻率fP為為ffARCCRRUUAiopupuj1j111j1RCf21p返回返回4有源濾波電路有源濾波電路 無源濾波電路的缺點(diǎn)是負(fù)載變化時(shí)對(duì)頻率特性影無源濾波電路的缺點(diǎn)是負(fù)載變化時(shí)對(duì)頻率特性影響太大。響太大。 在無源濾波電路和負(fù)載之間加一個(gè)高輸入電阻、在無源濾波電路和負(fù)載之間加一個(gè)高輸入電阻、低輸出電阻的線性工作狀態(tài)下的集成運(yùn)放，例如，加低輸出電阻的線性工作狀態(tài)下的集成運(yùn)放，例如，加一電壓跟隨器，一電壓跟隨

26、器，如圖。如圖。電壓跟隨器電壓放大電壓跟隨器電壓放大倍數(shù)等于倍數(shù)等于1，輸入電，輸入電阻為阻為，輸出電阻為，輸出電阻為0。因此，因此，RL變化時(shí)，其變化時(shí)，其電壓放大倍數(shù)和頻率電壓放大倍數(shù)和頻率特性都不會(huì)發(fā)生變化。特性都不會(huì)發(fā)生變化。一一階階低低通電路通電路運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器運(yùn)放構(gòu)成的電壓跟隨器返回返回6.5.2 有源低通濾波器有源低通濾波器 本節(jié)以無源濾波器和集成運(yùn)放組成有源低通本節(jié)以無源濾波器和集成運(yùn)放組成有源低通濾波電路為基礎(chǔ)，討論電路組成、原理及分析方濾波電路為基礎(chǔ)，討論電路組成、原理及分析方法。法。 按輸入信號(hào)引入到集成運(yùn)放不同輸入端分，按輸入信號(hào)引入到集成運(yùn)放不同輸入端分，又可分

27、同相輸入低通濾波電路和反相輸入低通濾又可分同相輸入低通濾波電路和反相輸入低通濾波電路。波電路。 返回返回URRUf)1(1oRCf21p1. 同相輸入低通濾波電路同相輸入低通濾波電路（1） 一階低通濾波電路一階低通濾波電路)1(1upRRAf返回返回（2） 基本二階低通濾波電路基本二階低通濾波電路 二階二階低低通電路通電路iMUCRCRCRCRCUCRCU)j1/(j1)j1/(j1)(j11(j1j1P化簡(jiǎn)后，可求得：化簡(jiǎn)后，可求得： fp0.37 fo 返回返回（3） 壓控電壓源二階低通濾波電路壓控電壓源二階低通濾波電路二階二階低低通電路通電路引入正反饋引入正反饋 頻率很低，頻率很低，C1的容抗很大、正反饋可忽略；頻的容抗很大、正反饋可忽略；頻率很高，率很高，C2的容抗很小，正反饋可忽略；適當(dāng)選擇的容抗很小，正反饋可忽略；適當(dāng)選擇R和和C1= C2= C，在，在f=fo附近引入合適正反饋使電壓放附近引入合適正反饋使電壓放大倍數(shù)值增大。大倍數(shù)值增大。返回返回Q為等效品質(zhì)因數(shù)，物理意義是：當(dāng)為等效品質(zhì)因數(shù)，物理意義是：當(dāng)f= fo時(shí)電時(shí)電壓放大倍數(shù)與通帶放大倍數(shù)之比。壓放大倍數(shù)與通帶放大倍數(shù)之比。