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1、 8.5 有源滤波电路有源滤波电路8.6 电压比较器电压比较器18.5 有源滤波电路有源滤波电路 1.基本概念及初步定义基本概念及初步定义 2.一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路 高通滤波高通滤波低通滤波低通滤波基本概念基本概念分类分类 3.二阶有源滤波电路二阶有源滤波电路 高通滤波高通滤波低通滤波低通滤波带通滤波带通滤波带阻滤波带阻滤波带阻滤波带阻滤波带通滤波带通滤波2 1基本概念及分类基本概念及分类1.基本概念基本概念滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。用频率信号的电子装置。有源滤波器：由有源器件构成
2、的滤波器。有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。滤波电路滤波电路滤波电路传递函数定义滤波电路传递函数定义时，有时，有其中其中 模与频率的关系，幅频响应模与频率的关系，幅频响应 相位角与频率的关系，相频响应相位角与频率的关系，相频响应32.分类分类通带阻带阻带通带通带通带阻带阻带通带阻带通带低通滤波器低通滤波器（LPF）高通滤波器（高通滤波器（HPF）带通滤波器（带通滤波器（BPF）带阻滤波器（带阻滤波器（BEF）全通滤波器（全通滤波器（APF）Low Pass FilterHigh Pass FilterBand Pass FilterLow Elimination FilterAll Pass
3、 Filter 一般一般LPF可作为直可作为直流电源整流后的滤波电流电源整流后的滤波电路，以便得到平滑的直路，以便得到平滑的直流电压，而流电压，而HPF可作为可作为交流放大电路的耦合电交流放大电路的耦合电路，隔离直流成分，削路，隔离直流成分，削弱低频信号，只放大频弱低频信号，只放大频率高的信号。率高的信号。Ao 通常通常BPF用于载波通用于载波通信或弱信号提取等场合，信或弱信号提取等场合，以提高信噪比；而以提高信噪比；而BEF用用于在已知干扰或噪声的频于在已知干扰或噪声的频率情况下，阻止其通过。率情况下，阻止其通过。42 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路1.低通滤波电路低通滤波电路传递函数（传
4、递函数（b图）图）其中其中故，幅频响应为故，幅频响应为52 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路2.高高通滤波电路通滤波电路 可可由由低低通通和和高高通串联得到通串联得到必须满足必须满足3.带带通滤波电路通滤波电路低通特征角频率低通特征角频率高通特征角频率高通特征角频率62 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路4.带阻带阻滤波电路滤波电路 可可由由低低通通和和高高通通并并联得到联得到必须满足必须满足 一一阶阶有有源源滤滤波波电电路路通通带带外外衰衰减减速速率率慢慢（-20dB/十十倍倍频频程程），与与理理想想情情况况相相差差较较远远。一一般般用用在在对对滤滤波波要要求求不不高高的的场场合合。若若希希望
5、望提提高高电电路路的的选选频频特特性性，可可采采用用二二阶阶、三阶或更高阶滤波电路。三阶或更高阶滤波电路。通带阻带过渡带实际低通滤波器过渡带愈窄，选频性愈过渡带愈窄，选频性愈好，滤波特性愈理想。好，滤波特性愈理想。73 二阶二阶有源滤波电路有源滤波电路1.压控电压源低通滤波电路压控电压源低通滤波电路压控电压源电路（压控电压源电路（VCVS）对于滤波电路，有对于滤波电路，有得滤波电路传递函数得滤波电路传递函数（二阶）（二阶）88.6 电压比较器电压比较器1 比较器比较器3 锯齿波产生电路锯齿波产生电路2 方波产生电路方波产生电路a.单门限电压比较器单门限电压比较器b.迟滞比较器迟滞比较器91 比
6、较器比较器特点：特点：1.单门限电压比较器单门限电压比较器（1）过零比较器）过零比较器开环，开环，虚短虚短不成立不成立增益增益A0大于大于105可以认为可以认为vI 0 时，时，vOmax=+VCCvI 0 时，时，vOmax=-VEE（过零比较器）（过零比较器）运算放大器工作在非线性状态下运算放大器工作在非线性状态下10（1）过零比较器）过零比较器 输输入入为为正正负负对对称称的的正正弦弦波波时，输出为方波。时，输出为方波。电压传输特性电压传输特性11（2）门限电压不为门限电压不为零的比较器零的比较器电压传输特性电压传输特性 输输入入为为正正负负对对称称的的正正弦弦波时，输出波形如图所示。波
7、时，输出波形如图所示。（门限电压为（门限电压为VREF）12解：解：（1）A 构成过零比较器构成过零比较器（2）RC 为微分电路，为微分电路，RCT/2例例电电路路如如图图9.4.2a所所示示，当当输输入入信信号号如如图图c所所示示的的正正弦弦波波时时，定性画出定性画出（3）D 削波（限幅、检波）削波（限幅、检波）（P271）13单门限比较器的抗干扰能力单门限比较器的抗干扰能力应为高电平应为高电平错误电平错误电平142.2.迟滞比较器迟滞比较器 (滞回比较器、施密特触发器滞回比较器、施密特触发器)（1）电路组成电路组成（2）门限电压门限电压门限电压门限电压上门限（上门限（VoVoV VoHoH
8、）下门限（下门限（VoVoV VoLoL）回差电压回差电压（叠加原理）（叠加原理）15（3 3）传输特性）传输特性VoHVoL16解：解：（3）输出电压波形输出电压波形例例电电路路如如图图9.4.6a所所示示，试试求求门门限限电电压压，画画出出传传输输特特性性和和图图c所所示示输入信号下的输出电压波形。输入信号下的输出电压波形。（2）传输特性）传输特性（1）门限电压）门限电压172 方波产生电路方波产生电路1.电路组成（多谐振荡电路）电路组成（多谐振荡电路）迟滞比迟滞比较器较器RC充放充放电支路电支路稳压管双稳压管双向限幅向限幅能否不串入该电阻？能否不串入该电阻？182 方波产生电路方波产生电
9、路2.工作原理工作原理 由由于于迟迟滞滞比比较较器器中中正正反反馈馈的的作作用用，电电源源接接通通后后瞬瞬间间，输输出便进入饱和状态。出便进入饱和状态。假设为正向饱和状态假设为正向饱和状态RC 放电放电RC 充电充电VTFVzVTFVz192 方波产生电路方波产生电路3.占空比可变的方波产生电路占空比可变的方波产生电路20矩形波发生电路另一种画法21 占空比可调的矩形波发生电路22 采用波形变换的方法得到三角波返回返回233 锯齿波产生电路锯齿波产生电路同相输入迟同相输入迟滞比较器滞比较器积分电路积分电路充放电时间充放电时间常数不同常数不同24 锯齿波发生电路的另一种画法end25(+)(-)(-)(-)(-)(a)负反馈，不能振荡负反馈，不能振荡习题习题 1 126(+)(+)(+)(b)正反馈，能振荡正反馈，能振荡习题习题 2 227（1）放大电路增益）放大电路增益RP在在05k 内内可可调调。稳稳幅幅后后rd=500 ，求求（1）RP的的值值；（2）振振荡荡频频率率。解：解：稳幅时稳幅时得得（2）振荡频率）振荡频率习题习题 3 328（1）极性）极性解：解：（2）（3）vNvP+习题习题 4 429解：解：又又（1）1V1VIB=12/Rb=235.3mA12VT饱和饱和0V习题习题 5 530解：解：（2）3V3V-12V6V截止截止（3）end31