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，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：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，vOmax

=+VCCvI

<0時，vOmax

=-VEE（過零比較器）

運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，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，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，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)幅時得（2）振蕩頻率習(xí)題328（1）極性解：（2）（3）