WittyFilter 机智的滤波器

通俗介绍信号与系统(转)

原处不可考

第一课 什么是卷积 卷积有什么用 什么是傅利叶变换 什么是拉普拉斯变换

引子

很多朋友和我一样,工科电子类专业,学了一堆信号方面的课,什么都没学懂,背了公式考了试,然后毕业了。

先说”卷积有什么用”这个问题。(有人抢答,”卷积”是为了学习”信号与系统”这门课的后续章节而存在的。我大吼一声,把他拖出去枪毙!)

讲一个故事:

张三刚刚应聘到了一个电子产品公司做测试人员,他没有学过”信号与系统”这门课程。一天,他拿到了一个产品,开发人员告诉他,产品有一个输入端,有一个输出端,有限的输入信号只会产生有限的输出。
然后,经理让张三测试当输入sin(t)(t<1秒)信号的时候(有信号发生器),该产品输出什么样的波形。张三照做了,花了一个波形图。
“很好!”经理说。然后经理给了张三一叠A4纸: “这里有几千种信号,都用公式说明了,输入信号的持续时间也是确定的。你分别测试以下我们产品的输出波形是什么吧!”
这下张三懵了,他在心理想”上帝,帮帮我把,我怎么画出这些波形图呢?”
于是上帝出现了: “张三,你只要做一次测试,就能用数学的方法,画出所有输入波形对应的输出波形”。
上帝接着说:”给产品一个脉冲信号,能量是1焦耳,输出的波形图画出来!”
张三照办了,”然后呢?”
上帝又说,”对于某个输入波形,你想象把它微分成无数个小的脉冲,输入给产品,叠加出来的结果就是你的输出波形。你可以想象这些小脉冲排着队进入你的产品,每个产生一个小的输出,你画出时序图的时候,输入信号的波形好像是反过来进入系统的。”
张三领悟了:” 哦,输出的结果就积分出来啦!感谢上帝。这个方法叫什么名字呢?”
上帝说:”叫卷积!”
从此,张三的工作轻松多了。每次经理让他测试一些信号的输出结果,张三都只需要在A4纸上做微积分就是提交任务了!

关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用(转)

原处不可考

电容在减小同步开关噪声起重要作用,而电源完整性设计的重点也在如何合理地选择和放置这些电容上。各种各样的电容种类繁杂,但无论再怎么分类,其基本原理都是利用电容对交变信号呈低阻状态。交变电流的频率f越高,电容的阻抗就越低。旁路电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路;去耦电容的主要功能是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地,加入去耦电容后电压的纹波干扰会明显减小;滤波电容常用于滤波电路中。

对于理想的电容器来说,不考虑寄生电感和电阻的影响,那么在电容设计上就没有任何顾虑,电容的值越大越好。但实际情况却相差很远,并不是电容越大对高速电路越有利,反而小电容才能被应用于高频。

滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。

输入电阻和输出电阻的意义&定量测量(转)

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输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。理论基础:Us=(Rs+Ri)×I。Rs为信号源内阻,Ri为放大器输入电阻。因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。对于一般的放大电路来说,输入电阻当然是越大越好。如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。

输出电阻用来衡量放大器在不同负载条件下维持输出信号电压(或电流)恒定能力的强弱,称为其带负载能力。当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。如果输出电阻Ro很小,满足Ro«RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可基本维持输出信号电压的恒定。反之,如果输出电阻Ro很大,满足Ro»RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。如手机电池,它的内阻可以等效看作输出电阻,用了几年后,内阻高了,也就要报废了,因为带不动外面的东西了。

电压放大和互阻放大电路,即输出为电压信号的放大电路,Ro越小,负载RL对的变化对输出信号Vo的影响越小。而且只要负载RL足够大,信号输出功率一般较低,能耗也较低。多用于信号的前置放大和中间级放大。对于一般的放大电路来说,输出电阻当然越小越好。

电流放大和互导放大电路,即输出为电流信号的放大电路,与受控电流源并联的Ro越大,负载RL的变化对输出电流Io的影响越小。则与前两种相比当供电电源相同时,可得到较大输出电流信号,所以功率可能到达较大的值,对供电电源的能耗较大。通常用于电子系统的输出级,可作为各种输出物理变量变换器(如音响系统的扬声器,动力系统的电动机等)的驱动电路。

同相放大器输入电阻无穷大,输出电阻近似为0
反相放大器输入电阻为R1,输入电阻近似为0,所以能用同相放大器的地方尽量用同相放大器。

多级放大电路的耦合方式(转)

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