模拟电子技术基础简明教程(第三版)第八章.ppt

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1、第一节有源滤波器滤波电路的作用和分类低通滤波器高通滤波器带阻滤波器带通滤波器下页总目录下页一、滤波电路的作用和分类滤波电路的作用实质上是“选频”，即允许某一部分频率的信号顺利通过，而将另一部分频率的信号滤掉。在无线电通信、自动测量和控制系统中，常常利用滤波电路进行模拟信号的处理，如用于数据传输、抑制干扰等。根据工作信号的频率范围，滤波器主要分为四大类，即低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)和带阻滤波器(BEF)。上页首页20lg

2、Au

3、Of低通滤波电路f0通阻阻通f0通通通阻f1f1f2f2Of20lg

4、Au

5、Of2

6、0lg

7、Au

8、Of20lg

9、Au

10、(d)带阻滤波电路(c)带通滤波电路(b)高通滤波电路阻阻下页上页首页通带截止频率。二、低通滤波器(LPF)令fo=12πRCAu=·Ui·Uo·11+jffo=1+jωRC1=Uo·=R+jωC1jωC1Ui·

11、Au

12、=·1+（f/fo）21下页上页RCUi·Uo·无源低通滤波器首页of-20-40对数幅频特性f020lg

13、Au

14、/dB-20dB/十倍频3dB20lg

15、Au

16、=-20lg1+（f/fo）2f＜＜fo20lg

17、Au

18、≈0f＞＞fo20lg

19、Au

20、≈20lgffo下页上页首页Ui·11+jffou

21、+=Uo·=1+RFR1u+（）Au=·1+RFR1（）11+jffoAup=1+RFR1（）Aup1+jffo=下页上页AR1RFR+-C一阶低通滤波器Uo·Ui·u+通带电压放大倍数fo=12πRC通带截止频率首页f0of对数幅频特性20lg

22、Au

23、/dB·-20dB/十倍频下页上页首页=Aup1-ffo+jffo()2Q1•Ui·Au=·Uo·1+(3-Aup)jωRC+(jωRC)2Aup=1+RFR1Aup=fo=12πRCQ=3-Aup1下页上页AR1RFR+-Uo·Ui·CRCUM·二阶低通滤波器首页虚线——理想特性实线1——一阶

24、滤波电路特性实线2——二阶滤波电路特性(Q=1)-40dB/十倍频-20dB/十倍频0ff020lg/dBAu•Aup12-20-400.1110低通滤波器的幅频特性下页上页首页三、高通滤波器(HPF)RCUi·Uo·无源高通滤波器fo=12πRCAu=·Ui·Uo·11+jffo=Uo·=R+jωC1Ui·R=11+jωRC1

25、Au

26、=·11+（fo/f）2下页上页首页20dB/十倍频f03dB0f-20-4020lg

27、Au

28、/dB·对数幅频特性20lg

29、Au

30、=-20lg1+（fo/f）2下页上页首页四、带通滤波器(BPF)Ui·Uo·低通

31、高通off2低通20lg

32、Au

33、·通阻f1f2阻带通滤波器原理示意图of高通f120lg

34、Au

35、·of20lg

36、Au

37、·f2＞f1下页上页首页五、带阻滤波器(BEF)Ui·Uo·低通高通of低通20lg

38、Au

39、·f2带阻滤波器原理示意图f1of高通20lg

40、Au

41、·of通通f2f1阻·20lg

42、Au

43、·f2

44、平。一、过零比较器ui<0uo=+Uoppui>0uo=-Uopp过零比较器的门限电平等于零。下页上页首页uouio(b)传输特性-UZ+UZ利用稳压管限幅的过零比较器下页上页+-ARVDZuoui(a)电路图+-ARVDZuoui稳压管接在输出端的过零比较器首页uitOuotO-UZ+UZuouio-UZ+UZ+-ARVDZuoui下页上页首页uouio传输特性-UZ+UZ二、单限比较器UT=ui=-R2UREFR1u+=u-时对应的输入电压就是门限电平UT。uiR1=-UREFR2-R1R2UREF下页上页+-AR1VDZuoui单限比较器

45、R2R´UREF首页uitOuotO-UZ+UZUT+-AR1VDZuouiR2R´UREF下页上页首页仿真三、滞回比较器u+=RFR2+RFR2R2+RFu0UREF+UT+=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF+UT-=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF-下页上页+-ARVDZuouiR1RFR2UREF滞回比较器首页-UZ+UZUT-UT+uouiO传输特性UT+=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF+UT-=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF-ΔUT=UT+-UT-ΔUT称为门限宽度或回差。2R2R2+RFUZ=+-

46、ARVDZuouiR1RFR2UREF下页上页首页uitOuotO-UZ+UZUT-UT+抗干扰能力强uo-UZ+UZUT-UT+ui0下页上页+-A