信号检测与处理电路

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1、信号检测与处理电路第8章8.1有源滤波电路8.2电压比较器8.1有源滤波电路8.1.2有源高通滤波电路8.1.3有源带通滤波电路8.1.1有源低通滤波电路滤波电路—有用频率信号通过，无用频率信号被抑制的电路。分类：按处理方法分硬件滤波软件滤波按所处理信号分模拟滤波器数字滤波器按构成器件分无源滤波器有源滤波器引　言按频率特性分低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器理想滤波器的频率特性f·f·f·f·通通通阻通阻通阻阻阻低通高通带通带阻按传递函数分一阶滤波器二阶滤波器N阶滤波器:滤波电路的主要参数1.通带电压放大倍数2.通带截止频率3.特征频率4.通带（阻带）宽度5.等效品

2、质因数Q8.1.1有源低通滤波电路(LPF—LowPassFilter)—通带放大倍数···一、一阶LPFRf8CR1R··其中，Auf=1+Rf/R1fH=1/2RC—上限截止频率··fH归一化幅频特性f·0-3-20dB/十倍频二、二阶LPF1.简单二阶LPF8CR1RCRRf···通带增益：Auf=1+Rf/R1问题：在f=fH附近，输出幅度衰减大。–40dB/十倍频-40f/fH0-10-2010-301·改进思路：在提升fH附近的输出幅度。2.实用二阶LPF8CR1RfRCR··Q=1/(3-Auf)Q—等效品质因数-40f/fn0-3-10-2010-30Q

3、=0.707Q=1Q=2Q=51····正反馈提升了fn附近的Au。Good!Auf=3时Q电路产生自激振荡·–40dB/十倍频特征频率：当Q=0.707时，fn=fH例8.1.1已知R=160k，C=0.01F，R1=170k，Rf=100k，求该滤波器的截止频率、通带增益及Q值。8CR1RfRCR··[解]:特征频率Q=1/(3-Auf)=1/(3-1.588)=0.708Q=0.707时，fn=fH上限截止频率：fH=99.5Hz8.1.2有源高通滤波电路(HPF—HighPassFilter)8CR1RfRCR··通带增益：Auf=1+Rf/R1Q=

4、1/(3-Auf)f/fn0-3-10-2010-30-40Q=0.707Q=1Q=2Q=51·Auf=3时，Q，电路产生自激振荡二阶低通、高通，为防止自激，应使Auf<3。8.1.3有源带通滤波电路(BPF—BandPassFilter)构成思路：ffHffLffLfH·f0fH>fL·8CR1RfRC1R3R2·LPFBPF要求R3C1>RC中心频率：等效品质因素：Q=1/(3-Auf)通频带：BW=f0/Q最大电压增益：Au0=Auf/(3-Auf)=2R=C=R8CR1RfRC1R3R2··例8.1.2已知R=7.96k，C=0.01F，R3=15.92k

5、，R1=24.3k，Rf=46.2k求该电路的中心频率、带宽BW及通带最大增益Au0。[解]Q=1/(3-Auf)=1/(3-2.9)=10BW=f0/Q=2000/10=200(Hz)Au0=Auf/(3-Auf)=2.9/(3-2.9)=298.2电压比较器8.2.1单限电压比较器8.2.3迟滞比较器8.2.2窗口比较器电压比较器(Comparer)功能：类型基本比较器简单比较器(单门限)窗口比较器(双门限)迟滞比较器(施密特触发器)比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小8.2.1单限电压比较器1.过零电压比较器（1）电路组成8uIuOOuIuOuI<0uI>

6、0UOmax-UOmaxUOHUOL（2）工作原理（3）转换条件（4）阈值（门限电压）（5）电压传输特性（6）输入端的保护电路和输出端的限幅电路2.同相输入单门限比较器8uIUREFUZ（1）计算阈值（2）画出电压传输特性OuIuOUZUREFuIUREF门限电压UT特点:1)工作在非线性区2)不存在虚短(除了uI=UREF时)3)存在虚断门限电压UT=UREF举例:电路组成计算阈值画电压传输特性应用举例8.2.2窗口比较器uO88U1U2uIV1V2uO1uO2设U1>U2，比较器采用单电源uIuO1uO2V1V2uOU1U2

7、UOmax截止导通UZ0UOmax0导通截止UZ00截止截止0UZOuIuOU1U2—三极管值分选电路885V2.5VV1V2V+15V10k20k20k430k1M5k1.5k3CG50100，LED不亮。分析电路是否满足要求：<50或>100，LED亮，[解]IB=(15-0.7)/1430=0.01mA当<50时，IC<0.5mA，UC<2.5V,V2导通，LED亮当>100时，IC>1mA，UC>5VV1导通，LED亮当50100时，2.5VUC<5V，LED不亮1)电路和门限电压