信号放大器
电压放大器(比例运算电路)

虚短和虚断的概念
- 由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在$80 dB$以上(1万倍)。而运放的输出电压是有限的,一般在 $10 V~14 V$。因此运放的差模输入电压不足$1 mV$,两输入端近似等电位,相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
- “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
- “虚断”相对于“虚短”理解起来就容易多了,他是说电流流向运放输入端几乎为零,在上图中体现在$i_R$等于$i_F$,这是由于运放输入差模电阻很大,理想运放可近似看为无穷大,如果输入差模电阻是无穷大也就是开路了,所以并没有电流流入,实际运放虽说不是无穷大,但是这个值很大,一般都在$1MΩ$以上,因此流向运放输入端电流很小(可以反推,如果电流为$1mA$,就会产生很高的输入差模电压,显然运放不能正常工作了),因此可以近似看为断路,并不是真正的断路,也就是“虚断”。
豪兰德电流源
点过电阻之间的比值有以下关系的话,那么:

电荷放大器

隔离放大器

滤波电路
有源滤波器
有源滤波器带负载能力强

幅频特性及通带截止频率

滤波器的传输函数
对于二阶:
- $a_0,a_1 = 0,a_2 \neq 0$,那么这就是二阶高通滤波器
- $a_1,a_2 = 0,a_0 \neq 0$,那么这就是二阶低通滤波器
- $a_0,a_2 = 0,a_1 \neq 0$,那么这就是二阶带通滤波器 Q是传输函数的品质因数,Q是指:频率在截止频率fp附近,它的幅频特性电压放大倍数这个幅值。这个值越大,电压放大倍数在通带截止频率附近的值就越大。那这个滤波器的特性就更理想一些。
滤波器设计
一阶滤波器,-20dB下降速度

- 效果不够理想
二阶滤波器,-40dB下降速度
但是在曲线拐弯的地方,也就是通带到过渡带的地方,它的电压放大倍数幅度下降得比较快的地方,这时它的滤波特性还不够理想,那么就要提升他在截止频率附近的电压放大倍数。
那有什么办法提升它在截止频率附近的电压放大倍数?
引入正反馈,VCVS(电压控制的电压源)用来提升它在截止频率附近的电压放大倍数

- BPF:$R_1、C_1$组成低通滤波环节,$R_2、C_2$组成高通滤波环节
- BEF:采用双T带阻网络,$2个R$和$2C$组成组成低通滤波环节,上面的$2个C$和一个$R/2$的组成高通滤波环节
低通滤波器的幅频特性曲线

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