《滤波和波形产生》ppt课件

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1、9信号处理与信号产生电路9.1滤波电路的基本概念与分类9.3高阶有源滤波电路9.5正弦波振荡电路的振荡条件9.2一阶有源滤波电路9.6RC正弦波振荡电路9.8非正弦信号产生电路本章学习要求理解滤波电路的工作原理，了解它的主要参数，能根据需要合理选择滤波电路。掌握产生正弦波振荡的相位平衡和幅度平衡条件。掌握文氏电桥振荡器的工作原理和振荡频率的计算。理解各种非正弦波发生电路（矩形波、锯齿波和三角波）的工作原理9.1滤波电路的基本概念与分类1.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用频率信号的电子装置。基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选

2、择。时，有其中——模，幅频响应——相位角，相频响应群时延响应9.1滤波电路的基本概念与分类2.分类end全通（APF）带阻（BEF）带通（BPF）低通（LPF）高通（HPF）1.按所处理信号分模拟和数字滤波器2.按所用元件分无源和有源滤波器3.按滤波特性分3、滤波电路的研究对象低通滤波器（LPF）通带放大倍数通带截止频率下降速率理想幅频特性无过渡带用幅频特性描述滤波特性，要研究、(fP、下降速率)。4.7.1单时间常数RC电路的频率响应（补充）1.RC低通电路的频率响应（电路理论中的稳态分析）RC电路的电压增益（传递函数）：则且令又电压增益的幅值（模）（幅频响应）电压增益

3、的相角（相频响应）①增益频率函数RC低通电路最大误差-3dB②频率响应曲线描述幅频响应1.RC低通电路的频率响应相频响应2.RC高通电路的频率响应RC电路的电压增益：幅频响应相频响应RC高通电路1.一阶RC无源低通滤波器2.一阶RC无源高通滤波器低通高通互偶总结：比较：空载时带负载时负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。从频率特性图上我们可以看到：（1）一阶无源低通滤波器的电压放大倍数低，只有1；（2）带负载能力差；（3）在通带截止频率附近有-20dB/十倍频的幅度衰减，并有-45°/十倍频的相位滞后。9.2一阶有源滤波电路1.低通滤波电路RL=?+–RLVo1Vo2隔

4、离级AV=1,Ri=∞,Ro=0=9.2一阶有源滤波电路1.低通滤波电路传递函数其中特征角频率故，幅频相应为同相比例放大系数9.2一阶有源滤波电路2.高通滤波电路一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢（-20dB/十倍频程），与理想情况相差较远。一般用在对滤波要求不高的场合。end低通电路中的R和C交换位置便构成高通滤波电路9.3高阶有源滤波电路9.3.2二阶有源高通滤波电路9.3.3二阶有源带通滤波电路9.3.4二阶有源带阻滤波电路9.3.1二阶有源低通滤波电路9.3.1有源低通滤波电路1.二阶有源低通滤波电路2.传递函数对于滤波电路，有得滤波电路传递函数（二阶）（同相比例）

5、2.传递函数令称为通带增益称为特征角频率称为等效品质因数则滤波电路才能稳定工作。注意：2.传递函数用代入，可得传递函数的频率响应：归一化的幅频响应相频响应3.幅频响应归一化的幅频响应曲线4.n阶巴特沃斯传递函数传递函数为式中n为阶滤波电路阶数，c为3dB载止角频率，A0为通带电压增益。9.3.2有源高通滤波电路1.二阶高通滤波电路将低通电路中的电容和电阻对换，便成为高通电路。传递函数归一化的幅频响应2.巴特沃斯传递函数及其归一化幅频响应归一化幅频响应9.3.3有源带通滤波电路1.电路组成原理可由低通和高通串联得到必须满足低通截止角频率高通截止角频率2.例9.3.29.3

6、.3有源带通滤波电路3.二阶有源带通滤波电路令传递函数得9.3.4二阶有源带阻滤波电路可由低通和高通并联得到必须满足双T选频网络9.3.4二阶有源带阻滤波电路双T带阻滤波电路9.3.4二阶有源带阻滤波电路阻滤波电路的幅频特性9.3.4二阶有源带阻滤波电路end运算电路与有源滤波器的比较相同之处电路中均引入深度负反馈，因而集成运放均工作在线性区。均具有“虚短”和“虚断”的特点，均可用节点电流法求解电路。不同之处运算电路研究的是时域问题，有源滤波电路研究的是频域问题；测试时，前者是在输入信号频率不变或直流信号下测量输出电压与输入电压有效值或幅值的关系，后者是在输入电压幅值不变

7、情况下测量输出电压幅值与输入电压频率的关系。运算电路用运算关系式描述输出电压与输入电压的关系，有源滤波器用电压放大倍数的幅频特性描述滤波特性。9.5正弦波振荡电路的振荡条件2.自激振荡的条件3.起振和稳幅4.振荡电路基本组成部分1.产生自激振荡的原理9.5正弦波振荡电路的振荡条件1.产生自激振荡的原理只有正反馈电路才能产生自激振荡。所有正反馈电路都会产生自激振荡吗？9.5正弦波振荡电路的振荡条件1.产生自激振荡的原理9.5正弦波振荡电路的振荡条件正反馈放大电路框图（注意与负反馈方框图的差别）2.振荡条件若环路增益则去掉仍有稳定