模电第9章信号处理与信号产生电路(康华光)

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1、第九章信号处理与信号产生电路重点：1.了解有源滤波器的类型与滤波原理；2.理解正弦波振荡电路自激振荡的条件;3.理解LC振荡电路和RC振荡电路的工作原理。4.理解电压比较器的工作原理和应用。1§9.1滤波电路的基本概念与分类二、滤波电路的分类1.按信号性质分类：模拟滤波器和数字滤波器2.按所用元件分类：无源滤波器和有源滤波器3.按阶数分类：一阶，二阶…高阶4.按电路功能分类：低通滤波器;高通滤波器;带通滤波器;带阻滤波器滤波器+vi-+vo-一、什么是滤波——使所需要的频率信号能顺利通过滤波电路达到输出端口，抑制(过滤)不需要的频率

2、信号，这种选择频率的功能称为滤波。输入信号频率是变的经滤波后输出信号2低通高通带通带阻四种典型滤波器的频率特性Vo—ViVo—ViVo—ViVo—Vi三、滤波电路作用的描述——用电压增益~频率的关系来描述,称为传递函数。3§9.2一阶有源滤波电路一、一阶有源低通滤波器1、电路RR1RfC+-+vivo2.频率响应(传递函数)令:Ao=1+Rf/R1,o=1/RC幅频特性:无源低通滤波器幅频响应波特图:10/o0-20A20lg

3、—

4、Ao1-3o:上限截止频率-20dB/十倍频程输出频率范围:=0~o4二、一阶有源

5、高通滤波器1、电路2.频率响应(传递函数)令:o=1/RCAo=1+Rf/R1幅频特性:无源高通滤波器幅频响应波特图:1-3-++RR1RfCvivoo:下限截止频率输出频率范围:=o~三、一阶有源滤波器优缺点优点:电路简单;缺点:衰减太慢。20dB/十倍频程/o0-20A20lg

6、—

7、Ao0.15§9.3高阶有源滤波电路(≥2阶)一、二阶有源低通滤波器1、电路联立求解得:二阶vivmv-v+vo62.频率响应(传递函数)将s=j代入上述方程得:其中:Ao=1+Rf/R1——通带增益——特征角频率——等效品质因数幅频

8、特性:越大A越小。波特图如右图。阶数越高,衰减越快,曲线越陡。-40dB/十倍频程7将低通电路中的电容和电阻对换，便成为高通电路。2.频率响应(传递函数)二、二阶有源高通滤波器1、电路Ao,C,Q——与低通相同。幅频特性:可见：越大A越大。波特图斜率40dB/十倍频程。vivmv-v+vo8当满足L<H时,输出频率范围:=L~H2.实际电路——p426图3.1.11以及p429图3.1.13。设低通截止角频率:设高通截止角频率:三、有源带通滤波电路1.电路组成原理——可由低通和高通串联组成低通高通vivo

9、A

10、

11、H低通

12、A

13、L高通

14、A

15、LH通带9例1计算下图电路的输出频率范围。低通截止频率:高通截止频率:输出频率范围:=(88~1.1×104)Hz10高通低通3.二阶有源带通滤波电路若设：则：波特图传递函数通频带:BW=o/(2Q)11当满足L>H时,输出频率阻隔范围:=L~H低通截止角频率:高通截止角频率:三、有源带阻滤波电路1.电路组成原理——可由低通和高通并联组成

16、A

17、H低通

18、A

19、L高通低通高通vivo

20、A

21、HL阻带122.二阶有源带阻滤波电路(双T带阻滤波电路)传递函数若设：则：Ao=AVF

22、可见：=0A=A0=A=A0=0A=0——带阻13§9.5正弦波振荡器的振荡条件正弦波振荡器:能自激振荡产生正弦输出电压的电路。一.维持自激振荡的条件1.自激振荡?基本放大电路A.Xi...Xo=A·Xi正反馈..Xf=Xi反馈电路F21如果将开关从1打至2基本放大电路A.Xi...Xo=A·Xi正反馈..Xf=Xi反馈电路F21.则去掉Xi.Xo不变反馈信号代替输入信号并维持输出不变——称自激振荡142.维持自激振荡的条件?基本放大电路A.Xi...Xo=A·Xi正反馈..Xf=Xi反馈电路F21..——Xf=Xi

23、即:Xff=Xii(1)Xf=Xi——幅值平衡条件(2)f=i——相位平衡条件(正反馈)由反馈环:维持振荡条件的另一种形式：上式可写为:AAFF=1(1)A·F=1——幅值平衡条件(2)A+F=2n(n是整数)——相位平衡条件(正反馈)相位条件:通过正反馈实现；振幅条件:通过调整A或F达到。15二、振荡的建立与稳定实际中的振荡器根本无事先输入xi，那么振荡是如何建立起来的？1.起振条件?放大电路中存在噪声以及电源接通等瞬态扰动,这些微弱的信号使xd≠0,当电路满足:(1)A+F=2n——采用正反馈(2

24、)A·F>1基本放大电路A.Xo正反馈.Xf反馈电路F.Xd.Xd.Xo.Xf.Xd.Xo……起振当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真——称为稳幅。AF=1能否起振?162.稳幅稳幅的作用就是