模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(吳友宇版)課件

8.5有源濾波電路8.6電壓比較器8信號處理與信號產(chǎn)生電路18.5有源濾波電路

1.

基本概念及初步定義

2.一階有源濾波電路

高通濾波低通濾波基本概念分類

3.二階有源濾波電路

高通濾波低通濾波帶通濾波帶阻濾波帶阻濾波帶通濾波2

1

基本概念及分類1.基本概念濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時(shí)抑制或衰減無用頻率信號的電子裝置。有源濾波器：由有源器件構(gòu)成的濾波器。濾波電路濾波電路傳遞函數(shù)定義時(shí)，有其中——模與頻率的關(guān)系，幅頻響應(yīng)——相位角與頻率的關(guān)系，相頻響應(yīng)32.分類通帶阻帶阻帶通帶通帶通帶阻帶阻帶通帶阻帶通帶低通濾波器（LPF）高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF）全通濾波器（APF）LowPassFilterHighPassFilterBandPassFilterBandEliminationFilterAllPassFilter

一般LPF可作為直流電源整流后的濾波電路，以便得到平滑的直流電壓，而HPF可作為交流放大電路的耦合電路，隔離直流成分，削弱低頻信號，只放大頻率高的信號。Ao

通常BPF用于載波通信或弱信號提取等場合，以提高信噪比；而BEF用于在已知干擾或噪聲的頻率情況下，阻止其通過。42一階有源濾波電路1.低通濾波電路傳遞函數(shù)（b圖）其中故，幅頻響應(yīng)為52一階有源濾波電路2.高通濾波電路可由低通和高通串聯(lián)得到必須滿足3.帶通濾波電路低通特征角頻率高通特征角頻率62一階有源濾波電路4.帶阻濾波電路可由低通和高通并聯(lián)得到必須滿足

一階有源濾波電路通帶外衰減速率慢（-20dB/十倍頻程），與理想情況相差較遠(yuǎn)。一般用在對濾波要求不高的場合。若希望提高電路的選頻特性，可采用二階、三階或更高階濾波電路。通帶阻帶過渡帶實(shí)際低通濾波器過渡帶愈窄，選頻性愈好，濾波特性愈理想。73二階有源濾波電路1.壓控電壓源低通濾波電路壓控電壓源電路（VCVS）對于濾波電路，有得濾波電路傳遞函數(shù)（二階）88.6電壓比較器1

比較器3

鋸齒波產(chǎn)生電路2

方波產(chǎn)生電路a.單門限電壓比較器b.遲滯比較器91比較器特點(diǎn)：1.單門限電壓比較器（1）過零比較器開環(huán)，虛短不成立增益A0大于105可以認(rèn)為vI

>0時(shí)，vOmax

=+VCCvI

<0時(shí)，vOmax

=-VEE（過零比較器）

運(yùn)算放大器工作在非線性狀態(tài)下10（1）過零比較器輸入為正負(fù)對稱的正弦波時(shí)，輸出為方波。電壓傳輸特性11（2）門限電壓不為零的比較器電壓傳輸特性輸入為正負(fù)對稱的正弦波時(shí)，輸出波形如圖所示。（門限電壓為VREF）12解：（1）A構(gòu)成過零比較器（2）RC為微分電路，

RC<<T/2例電路如圖9.4.2a所示，當(dāng)輸入信號如圖c所示的正弦波時(shí)，定性畫出（3）D削波（限幅、檢波）13單門限比較器的抗干擾能力應(yīng)為高電平錯(cuò)誤電平142.遲滯比較器

(滯回比較器、施密特觸發(fā)器)（1）電路組成（2）門限電壓門限電壓上門限（Vo＝VoH）下門限（Vo＝VoL）回差電壓（疊加原理）15（3）傳輸特性VoHVoL16解：（3）輸出電壓波形例電路如圖9.4.6a所示，試求門限電壓，畫出傳輸特性和圖c所示輸入信號下的輸出電壓波形。（2）傳輸特性（1）門限電壓172方波產(chǎn)生電路1.電路組成（多諧振蕩電路）遲滯比較器RC充放電支路穩(wěn)壓管雙向限幅能否不串入該電阻？182方波產(chǎn)生電路2.工作原理由于遲滯比較器中正反饋的作用，電源接通后瞬間，輸出便進(jìn)入飽和狀態(tài)。假設(shè)為正向飽和狀態(tài)RC放電RC充電VT＋＝FVzVT－＝－FVz192方波產(chǎn)生電路3.占空比可變的方波產(chǎn)生電路20矩形波發(fā)生電路另一種畫法21

占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路22

采用波形變換的方法得到三角波返回233鋸齒波產(chǎn)生電路同相輸入遲滯比較器積分電路充放電時(shí)間常數(shù)不同24

鋸齒波發(fā)生電路的另一種畫法end25(+)(-)(-)(-)(-)(a)負(fù)反饋，不能振蕩習(xí)題126(+)(+)(+)(b)正反饋，能振蕩習(xí)題227（1）放大電路增益RP在0~5k內(nèi)可調(diào)。穩(wěn)幅后rd=500，求（1）RP的值；（2）振蕩頻率。解：穩(wěn)幅時(shí)得（2）振蕩頻率習(xí)題328（1）極性解：（2）（3）