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详细说明：想学习运放相关知识的同学可以下载看看，讲的非常好，内容丰富Section107.集成开关电容滤波器 30 5.其它信号处理电路峰值检测和精密整流电路 Scction107.峰值检测电路 Sectionl08.精密整沇电路」 34 功能放大器 Section l09.有效值检测芯片 Section10.程控增益放大器. 37 Section111.压控增益放大器 37 5.3 比较器 Section112.运放实现的比较器. Scction13.迟滞比较器 Section4.集成比较器. 5.4. 功率放人电路 47 Section115.功放电路的功率和效率… 48 Section1l6.甲类功放 Scction117.乙类功放和甲乙类功放 52 Section118.进一步降低失真的方法 ∴56 Section19.高效开关型功率放人电路 56 55.ADC驱动电路 Section120.为什么要给ADC前端增加驱动电路. Scction121.典型ADC驱动电路 “+“+““··“··+“ ·+++··++++4 Section122.其它ADC驱动电路… 5.6. 仝差分放大器及应用电路 Section123.全差分放大器 Section124.全差分放大电路… 57 5.7.增益可变电跤 Section125.增益改变方法 Section126.程控增益放大器及其应用电路……..57 Section127.压控增益放大器及其应用电路.… Section128.自动增益控制AGC电路.…. 5.8. 复合放人电跤 Sectionl29.提供输出功率的复合放大器...….….….….….57 Section130.串联型复合放大器. .57 Section131.并联型复合放大器. 6.信号源电路 6.1 基于蓄积翻转思想的波形产生电路. 58 Section132.蓄积翻转和方波发生器. 58 Section133.方波三角波发生器 61 Section134.独立可调的方波三角波发生器 64 Section135.压控振荡器. 67 6.2 基于自激振荡的正弦波发生器 70 Section136.自激振荡产生正弦波的原理 Section137.RC型止弦波发生器新模拟电子技术 Section138.LC型正弦波发生器 6 Section139.晶体振荡器和压控正弦波发生 81 6.3. 数字直接合成技术DDS 83 Scction140.用处理器加DAC实现波形发生的困难 Sectionl41.DDS核心设计思想 Section142.DDS应用 6.4 锁相环 Section143.锁相环基木思想 Section 144.锁相应用电路.… 7.直流稳压电源 ·· 84 关于电源的基本概念 84 Scction145.各和各样的电源 Section146.衡量电源的指标…… 84 Section147.电源发展现状和趋势 84 7.2 线性稳压电源 .8: Section148.线性稳压电源结构 Scction149.串联型稳压电路… Section150.集成三端稳压器… n151.低跌落电压稳压器一—LDO Section152.基准电压源和基准电流源 ction153.实用电路…....... 104 7.3 开关型DCDC “+“+““··“··+“ ·+++··++++4 ..104 升仄和降压原理 Section155.实用电路… ...104 4.运放电路的频率特性和滤波器所谓的频率特性,是指一个放大电路对不同频率的输入信号,所表现出的不同性能。很显然,任何放大电路内部或者外部,都不可避免的存在人为放置的实体电感、电容,或者同有存在的尔散电感、电容,它们有的并联于部件身旁,有的串联于回路之中,当输入信号频率发生改变时,它们的感抗、容抗就会发生变化,进而对电路性能产生改变。放大电路的频率特性,就是硏究电路性能随频率变化的规律,是电子技术特別是模拟电子技术中一个极为重要的环节。在木书2.4节,已经对晶伓管放大电路的频率特性进行了深入阐述,本节主要对运放组成的放人电路,研究其频率特性。而滤波器,就是利用这些规律,主动制作的一个放大电路。其电路性能随频率变化的规律,是人为主动设计的,以达到我们期望的规律,比如滤除低频量,侏留高频量等。新模拟电子技术 41.运放电路的频率特性 Section75.从开环到闭环 Section76.频率失真 Section77.频率特性的分析方法分析一个放大电路的频率特性,最常用的是频域分析法,它通过‘幅频特性图增益随频率变化曲线”,相频特性图——相移随频率变化曲线ˆ米全面描述放大电路的频率特性。频域分枥法分为理论分析、实测记录等手段。所谓的理论分析,是将电路中的部件,都表达成与频率相关的量或者关系式,然后据此写出随频率变化的频域传递函数,最终得到幅频特性、相频特性图。所谓的实测记录,是让放大电路正常工作,用示波器等仪器同时显示输入波形和输出波形,逐点改变输入信号频率,分别记录钶个输入频率下的增益(输岀幅度庯输入幅度)、相移 (输出相位减去输入相位),绘制出幅频特性、相颎特性图。实测记录法,可以用实际电路实现,也可以用仿真电路实现。举例1: 气路如图 Section77-1所示,求该申路的频率特性。并仿真实验验证之。 3 U2 OPA1611 三V15 VF3 Ra 2.5k Rf 5k VG1 y三V25 C310n 图 Section77-1含一阶低通滤波的反相比例器解:理论分析如下这是一个由运放组成的,含2倍电压增益的一阶低通滤波器。在正弦稳态输入时,其电压增益随频率变化的表达式为 I aC R JaCk Re+ g R+ +)o/C3 C (Scction77-1) 5 设已经确定的电路参数: 1 fo 2TRf C3 其中ω称为特征角频率,相应的,f后称为特征频率。其具体含义,在滤波器概述中会有介绍据式( Section77-1),可以写岀电压增益的模,随频率变化的规仹,即幅频特性: R R B12+( )2R 12+ 12+ (Section77-2) 以及电路输入输岀之间的相移,随频率变化的规律,即相频特性 q=180-tan-1 -)=180-tan-1( (Section77-3) 根据上述两个表达式,可以用肉眼观察的方式,人致分析出增益、相移的变化规律 1)当输入信号频率特别低时,即f∝f,电路的电压增益近似为An,输入输出之间的相杉近似为180°,电路表现为一个标准的-2倍反相比例器 2)当输入信号频率逐渐增大,电压増益开始i逐渐下降,不考虑电路本身的反相特性滞后相移的绝对量(tan-1()是逐渐增大的 fo 3)当输入信号频率增大到一个关键点,特征频率处,即f=f6=2m3183Hz,电压增益变为Am的0.707倍,而相移变为135°,也可以理解为滞后-225°。 4)此后,随着频率的再增大,电压增益越来越小并最终逼近0倍,而相移逐渐变为90 (也可理解为滞后270°)。对该电路的仿真,可以采用 Multisim或者TNA等仿真软件。本例以TINA为例,仿真结果如图 Section77-2所示 155.00 图 Section77-2含一阶低通滤波的反相比例器仿真结果之幅频特性和相频特性可以看出,仿真结果与理论分析是基本吻合的 6 新模拟电子技术 4.2.滤波器概述 Section78.滤波器的一些常识滤波器滤波是一个动作,对不同频率输入信号,实施不同的增益和相移,以形成输出。滤波器, 是执行这种动作的使件设备或者软件程序。尢论滤波,还是滤波器,英文均为 filter,它是名词,也是动词比如,高通滤波器的动作效果是:输入频率较髙时,其增益逼近一个设定值,相移基本为0,岀输入频率低于某一设定值后,随着频率的降低,增益开始逐渐下降,相栘开始逐渐增大,最终的结果是,直流量或者超低频率量,都会被滤除模拟滤波和数字滤波滤波动作可以用模拟电路实现,也可以用数字电路或者软件实现。比如, Section77-1电路,就是模拟的低通滤波器。本章讲述的均为模拟滤波器,因此在这儿,暂亻深入。所诮的模拟滤波器,其输入量是连续的模拟信号而数字滤波器,其输入量是离散的数字信号,或者是一个程序,对已有的数字序列进行滤波,形成新数据。例如: 原始数据为X:(X,X1,X2,…Xn,…),通过以下程序形成Y(Yo,Y1,Y2,…Yn, 05×X2-1+x+0.5×X Y L+1 这就形成了一个数字滤波程序,实现了最简单的低通滤波效果X序列中存在的尖锐变化,会在输出的Y序列中得到钝化模拟滤波,只能通过硬件电路实现。而数字滤波,既可以用硬件的数字电路实现,也可以用软件编程实现。目前稍复杂的电子系统,都存在3个环节,感知自然界模拟信号的输入环节,模数转换和处理器环节,数模转换和执行环节。在这样的电了系统中,存在大量的滤波器。比如MP3,它可以听歌,也可以录音放音。图 Section78-1是它的信号链路,以录音放音为例,其流程如下 1)外界的声音是一个客观存在的声波,传递到麦克人,麦克风是一个声电变化器,它负责把声音信号转换成mV量级的波动电压信号。虽然麦克风没有专门设计滤波器,但是它本身的物理特性限制了它的工作频率范围,从衣象看,它是一个几Hz到几十kHz的带通滤波器,这属于模拟滤波器 2)后级的输入模拟信号处理"”单元,其实就是本书的内容,它负责把mⅴ量级的波动电压,转变成Ⅴ量级的波动电压,因此需要上千倍的电压放大,并且在这个环节,需要实施 10Hz~50kHz的带通滤波,以保证人类能够听到的20Hz-20kHz信号能够完整的传递,且滤除人类听不到的声音,这属于模拟滤波, 3)随后,这个波动电压被ADC( Analog to Digital Converter,模数转换器)变成离散的数码序列,通过主控的处理器,读取ADC的数据,保存在内部的 FLASH ROM中,或者外插的SD卡、U盘中。在ΔDC内部,一般不存在模拟滤波,是否存在数字滤波取决于ADC 的类型,对于音频领域的ADC,多数为∑Δ型,内部含有数字滤波器。 4)当需要播放时,处理器从存储器中读取需要的数据片段,实施必要的数字滤波后, 输入樸拟信号处理麦克风数字量进入 ADC 模拟滤波处里器扬声器 DAO d」 (字量输出数码存储和调出输出模拟信号处理数字滤波图 Scction78-1以MP3为典型的电子系统中的滤波环节提交给DAC( Digital to Analog Converter,数模转换器),DAC把这些离散的数码序列,又转换成连续的模拟电压信号,提交给执行环节。 Audio-DAC中一般都有数字滤波器 5)随后的“输岀模拟信号处理”单元,主婁实施功率放大,以便有足够的能量驱动扬声器发出悦耳的声音。在这个单元,需要模拟滤波,至少要把DAC输出的台阶状波形,变成较为圆滑的,与声音信号相似的波形。本书仅讲授模拟滤波。数字滤波内容,一般在数字信号处理课程中讲授,它足够有趣,且功能远比模拟滤波强大,比如把男人的声音变成女人的声音,这在模拟滤波中是难以想象的。当然,它也有它固有的缺点,比如,它需要延时处理,或者,它至少需要一个运算能力较强的处理器,这比较昂贵。但凡有竞争者共存的东西,都不能说尽善尽美:有它足够的优点,就一定有致命的缺点: 看起来极差的东西,只要它稳定生存着,就一定有它生存的道理,哪怕它一无是处,也许便宜就是它最大的优点。这是一个颊簸不破的真理。问题不在于谁好谁差?而在我们,怎么合理的使用它们。模拟滤波器的实现方法—无源滤波和有源滤波实现模拟滤波,有以下2种方法:无源滤波器和有源滤波器所谓的无源滤波器, passive filter,是只用无源器件组成的滤波器。无源器件,也称被动器件,英文为 passive device,或 passive compenent,它的特点是无需外部供电即可工作般包括电阻、电容、电感和变压器。图 Section78-2是一个无源滤波器,它仅有电阻、电容、电感组成,形成了一个几百Hz 到10MH左右的带通滤波器有源器件, active device,或 active compenent,是必须有额外电能供应才能上作的器件, 比如晶体管、运放、门电路、处理器等。由至少1个有源器件组成的滤波器,称为有源滤波器, active filter。图 Section77-1就是一个有源滤波器。有源滤波器和无源滤波器至今共存,各有优缺点,一般来说,优缺点是互补的。无源滤波器的优点是: 1)在大电压、电流时,很多有源器件会失效,而无源器件一·般不受限制 2)在超高频率时,无源器件具有天生的优势。 3)实现最为简单的滤波时,无源电路有优势。 4)一般来说,会比有源器件便宜一些,除非用到大个头的电感、电容。有源滤波器的优点是 1)可以引入负反馈、可以引入放大环节,因此可以实现板为复杂的滤波器,且能轻松应对小信号 2)可以轻松实现多级滤波器的级联,而无源滤波器各级之间的互相影响是极为复杂的 8 新模拟电子技术多级级联非常困难。 3)对超低颎率,有源滤波器冇天生优势。它可以利用反馈网络,通过密勒等效等方法用很小的电容代替超大电容、电感。我们知道,特征频率越低,要求电容值越大。即便现在已经有了超级电容,我们仍应坚信,制作电容需要足够大的面积和足够小的间距,这在物理上,是受限的。单纯用无源电路,想实现超低频率的滤波器,唯一的方法是使用超大的电谷尜,这非常困难。 4)电路计算相对更简单。 C210u Vout VG1 oN -80.00 200.00 10.00100.001.00k1000k100.00k1.00M1000M100.00M.00G 频率(H) 佟 Section78-2一个无源滤波器其频率特性有源滤波器的实现方法经过几十年的发展,有源滤波器较为成熟的实现方法有以下几类: 1)用运放组成的有源滤波器这是一个庞大的分支。以运放为基本单元,配合电阻、电容,可以实现各式各样的有源滤泼器。单纯讲报此内容,一木书看起来也是不够的。木书仅作简单介绍。 2)状态变量型( State Variable filter)集成有源滤波器这是一个集成芯片。亡的核心仍是运放电路,通过不同的管脚输出高通、低通和带通, 用户可以自由搭配实现不同的功能。由于其具有极高的通用性,就被芯片生产厂家用集成电路实现了,因此也叫通用滤波器, Universal filter。 3)开关电容滤波器这是一类崭新的滤波器。它处理的是模拟信号,但是处理过程却是很“数字化”的。它利用这样一个核心思想:一个电容器,给它增加一个开关,用开关的开断控制电容的充电或者放电,可以控制其半均电流,以此模拟一个变值的电阻。因此,它必须有一个外部提供的CLK 信号,以控制内容电容的开关频率,当开关频率发生变化时,整个滤波器的效果也发生改变, 由此可以营造一个“特征频率可变”的滤波器。相比于开关电容滤波器,普通滤波器要实现特征频率的改变,需要人工改变电路中的电

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