[理学]模拟电路第五版第九章.ppt

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1、19信号产生电路9.1滤波电路的基本概念与分类9.2一阶有源滤波电路9.3高阶有源滤波电路29信号产生电路9.5正弦波振荡电路的振荡条件9.6RC正弦波振荡电路9.7LC正弦波振荡电路3§9.1滤波电路的基本概念与分类滤波电路是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，工程上常用来作为信号处理、数据传送和抑制干扰等；例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。无源滤波器:采用无源元件R、L和C组成的滤波器；有源滤波器:由集成运放和R、C组成的滤波电路；不用电感、体积小、重量轻；1.基本概念41.基本概念滤波电路滤波电路传递函数定义时，有其中——模，幅频

2、响应——相位角，相频响应时延响应为§9.1滤波电路的基本概念与分类52.有源滤波电路的分类对于幅频响应,通常把能够通过的信号频率范围定义为通带;把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带;通带和阻带的界限频率叫做截止频率.理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应,在阻带内幅度衰减到零（

3、A(jω)

4、=0）.§9.1滤波电路的基本概念与分类62.分类（频率特性）通带阻带A0ω

5、A

6、0ωC（1）低通(Low-passfilter)（2）高通(High-passfilter)（3）带通(Band-passfilter)（4）带阻(Band-rejectfilter)A0阻通通ω

7、A

8、

9、0阻带通带ω

10、A

11、0A0ωCω

12、A

13、0A0阻阻通ωC1ωC2ωC1ωC2§9.1基本概念及初步定义动画演示7信号频率趋于零时,电容容抗趋于无穷大,此时求得通带电压增益:信号频率从零到无穷大变化时,电压增益:特征频率§9.2一阶有源滤波电路8带负载后，通带放大倍数A0数值减小，且截止频率fc升高，说明无源滤波电路的A0与fc随着负载变化而变化.§9.2一阶有源滤波电路9为使负载不影响滤波特性,可在无源滤波电路和负载之间加一个高输入电阻、低输出电阻的隔离电路.通带电压增益同相比例放大电路电压增益§9.2一阶有源滤波电路10传递函数：通带增益：特征角频率：§9.2一阶有源滤波电路用代入，可

14、得传递函数的频率响应：vvIPvNv1RRCOfR+－First-orderactivefilters1.传递函数（一阶）11此时特征频率ωc刚好等于-3dB截止频率ωH.但-20dB/十倍频程衰减太慢,滤波特性不够理想.频率每升高10倍,

15、A

16、下降10倍.2.幅频特性理想实际-20dB/十倍频程当:一阶滤波器的过渡带不够陡§9.2一阶有源滤波电路12§9.3二阶有源滤波电路1.二阶有源低通滤波电路对于滤波电路，有得滤波电路传递函数（二阶）正反馈＜负反馈vvIOARfR1RRPvNvC－+C同相比例放大电路131.二阶有源低通滤波电路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

17、路才能稳定工作（极注意：点在左半平面），当A0=AVF≥3时，源滤波器自激。§9.3二阶有源滤波电路用代入，可得传递函数的频率响应：14①幅频特性曲线下降速率约为40dB/十倍频,比一阶滤波电路快了2倍.②应使A0<3,否则传递函分母上s的一次项的系数为负,电路工作将不稳定.ω=0时:A(jω)

18、=AVF=A0ω→∞时:

19、A(jω)

20、→0;Q=0.707时:ω/ωc=1;20lg

21、A(jω)/A0

22、=-3dB截止频率ωH=特征频率ωc1.二阶有源低通滤波电路§9.3二阶有源滤波电路151.低通滤波电路增加滤波电路阶数，其幅频响应更接近理想特性。§9.3二阶有源滤波电路动画演示162.有

23、源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。传递函数幅频响应滤波电路才能稳定工作。vvIOARfR1RRPvNvC－+C§9.3二阶有源滤波电路同相比例放大电路17当A0≥3时，电路自激。当A0＜3时，滤波器可以稳定工作。此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。当f＜＜fL时，幅频特性曲线的斜率为+40dB/10倍频程。幅频响应2.有源高通滤波电路§9.3二阶有源滤波电路18可由低通和高通串联得到低通截止频率高通截止频率必须满足3.有源带通滤波电路VV低通滤波器高通滤波器vivo§9.3二阶有源滤波电路vvIOARfR12RRPvNv－+CRC同相比例放大

24、电路低通高通193.有源带通滤波电路令传递函数得令s=jw：vvIOARfR12RRPvNv－+CRC§9.3二阶有源滤波电路动画演示20当ω=ω0时:电路具有最大增益A=A0=AVF/(3-AVF),即带通滤波电路的通带电压增益；Q值越高,通带BW=f0/Q越窄.§9.3二阶有源滤波电路3.有源带通滤波电路化简得：当时21带阻滤波电路是用来抑制或衰减某一频段的信号,而让该频段以外的所有信号通过,又叫陷波电路,经常用于电子系统抗干扰.从输入信号