电子技术课件第5章信号运算与处理.ppt

6.2 有源滤波电路 6.2.1 有源滤波电路的作用和分类 6.2.2 有源低通滤波电路 6.2.3 有源高通滤波电路 6.2.4 有源带通滤波电路,第11讲,6.2.2 低通滤波器(LPFLow Pass Filter), 通带放大倍数,1. 一阶 LPF,Aup = 1 + Rf /R1,fH = 1/2RC, 上限截止频率,第11讲,例 1：已知 R = 160 k，C = 0.01 F， R1 = 170 k，Rf = 100 k， 求该滤波器的截止频率、通带增益及 Q 值。,解:,特征频率,第11讲,Q = 1/(3 - Aup) = 1/(3 - 1.588) = 0.708,Q = 0.707 时， f0 = fH = 99.5 Hz 即为上限截止频率,6.2.3 高通滤波器(HPFHigh Pass Filter),第11讲,通带增益：,Aup = 1 + Rf / R1,特征频率：,6.2.4 带通滤波器(BPFBand Pass Filter),构成思路：,f0,LPF,HPF,要求 ：fH fL,第11讲,BPF,LPF有 fH,HPF有 fL,f, fH,fL f fH,第11讲,要求 ：fH fL 即 ： R2 C2 R3 C3,通带（最大）增益：,AuP =Au ( f0 ) = QAuf,令：,Auf = 1 + Rf /R1,Q = 1/(3 - Auf),中心频率：,等效品质因素：,6.2.4 带通滤波器(BPFBand Pass Filter),6.2.4 带通滤波器(BPFBand Pass Filter),第11讲,f0,Q5,Q1,0.1 f0,10 f0,20lgAup,通带截止频率：,fBW = fH - fL =f0 /Q,通频带：,例2 已知 R = 7.96 k，C = 0.01 F， R3 = 15.92 k， R1= 24.3 k，Rf = 46.2 k 求该电路的中心频率、带宽 及通带最大增益 。,第11讲,解,Q = 1/(3 - Aup) = 10,BW = f0 /Q= 200 (Hz),AuMAX = Aup /(3 - Aup) = 29,中心频率：,带宽：,通带最大增益：,9,10.6 电压比较器*,一、单限电压比较器,电压传输特性,uO,信号输入方式,大连理工大学电气工程系,10,零电压比较器可以实现波形变换, 即可以 把正弦波变换为方波。,当UR =0 时，称为零电压比较器,零电压比较器,输出波形,大连理工大学电气工程系,11,二、 滞回电压比较器,当 uO= + UOM 时,当 uO=UOM 时,滞回电压比较器,电压传输特性,上限触发电压,下限触发电压,大连理工大学电气工程系,12,U= UH UL, 称为滞回宽度,改变 R2 和 RF，可以改变 U、UL、UH 。,电压传输特性,滞回电压比较器,抗 干 扰,单门限比较,UT,滞回比较,UT-,UT+,uO,整 形,6.3 波形产生电路,6.3.1 正弦波振荡电路,信号产生电路,(振荡器Oscillators),分类：,正弦波振荡:,RC 振荡器(1 kHz 数百 kHz),LC 振荡器(几百 kHz 以上),石英晶体振荡器(频率稳定度高),主要性 要求能：,输出信号的幅度准确稳定,输出信号的频率准确稳定,6.3.1 正弦波振荡电路,一、振荡条件,微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。,幅值平衡条件, 相位平衡条件,n = 0, 1, 2, ,二、电路的组成和起振的判断,1. 放大电路 Au,2. 正反馈网络 Fu,3. 选频网络实现单一频率的振荡,4. 稳幅环节使振荡稳定、波形好,满足振荡条件,组成:,大连理工大学电气工程系,19,AoF =1,三、RC 正弦波振荡电路,正弦波振荡器原理电路,RC 正弦波振荡器,反馈电路,同相比 例电路,大连理工大学电气工程系,20,1. 自励振荡的相位条件,即必须是正反馈。,大连理工大学电气工程系,21, 振荡频率,F =,改变 R、C 可以改变振荡频率。,大连理工大学电气工程系,22,| Ao | = 3,2.自励振荡的幅度条件 反馈电压与输入电压大小相等。 即 | Ao| F | = 1。,F = 2R1,RC 正弦波振荡器,大连理工大学电气工程系,23,RC 正弦波振荡器,再反馈Ui = Uf = |F |Uo 2,3.自励振荡的起振条件,振荡电路的组成,接通电源 Uo1,反馈 Ui = Uf = | F |Uo1,放大 Uo2= | Ao | | F | Uo1, Uo1,再放大Uo3 = | Ao | | F |Uo2,Uo2,起振的过程, 放大电路 正反馈电路 选频网络,反馈电路,放大电路,选频电路,起振条件,1/Fu,Au = 1/Fu,O,ui,uo,Au,uo,Au Fu 1,Au Fu 1,Ui1,Uo1,Uf1,Ui2,Uo2,Uf2,Ui3,Uo3,Uf2,Ui4,Uo4,uf,起振,稳幅, ,大连理工大学电气工程系,25, 才能起振, 振荡稳定, 不能起振, | Ao | F | 1, | Ao | F | = 1, | Ao | F |1,总之，起振过程是由 | Ao | F | 1， 一直到 | Ao | F | = 1， 达到稳定的过程。,振荡波形,大连理工大学电气工程系,26,| Ao | = 3 F = 2R1,振荡稳定时: | Ao | F | = 1,| Ao | 3 F 2R1,起振时: | Ao | F | 1,F 为非线性电阻， 选择负温度系数的热敏变阻。,RC 正弦波振荡器,四、 LC 正弦波振荡电路,类型：变压器反馈式 、 电感三点式、 电容三点式,L 的等效损耗电阻,1、 LC 并联回路的特性,Z,谐振频率 f0,频率特性,2、变压器反馈式振荡电路,满足相位平衡条件,同名端同极性,电感三点式和电容三点式LC正弦波发生器,把并联LC回路中的C或L分成两个，则LC回路就 有三个端点。把这三个端点分别与三极管的三个 极相连，就形成了LC三点式正弦波发生电路。 它们又分为电感三点式和电容三