模电第七章讲稿课件.ppt

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1、模拟电子技术基础第七章信号的运算和处理滤波电路基本知识（种类、幅频特性、有源与无源）低通滤波器（同相、反向、类型）高通滤波电路带通滤波电路带阻滤波电路2021/7/281光纤传感器系统示意图电子信息系统光源传输光纤传输光纤信号预处理光电探测器（信号提取）信号的加工计算机传感器探头信号的采集（A/D转换）知识回顾提取放大有用信号、滤除干扰、噪声信号（滤波）2021/7/282基本知识－种类1.滤波电路的种类（LPF、HPF、BPF、BEF）理想滤波电路的幅频特性直流电源整流后滤波交流放大电路中隔离直流已知信号频率情况下，滤除干扰、提高信噪比已知干扰或噪声频率情况下，提高信噪比

2、2021/7/283在下列情况下，应分别采用哪种类型的滤波电路？有用信号为7Hz（——）希望抑制50Hz的交流电源的干扰（——）理想情况下，（——）在f＝0和f时的电压放大倍数相等，且不为零。（——）在f＝0和f时的电压放大倍数都等于零。（——）的直流电压放大倍数就是它通带电压放大倍数。在理想情况下，（——）在f时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。2021/7/2842.实际滤波电路的幅频特性－通带电压放大倍数－通带截止频率基本知识－幅频特性分析滤波电路2021/7/2853.无源低通滤波器（由电阻、电容、电感等组成）当信号频率趋于零时，通带放大倍数：基本

3、知识－有源与无源当频率从零到无穷大时，电压放大倍数：令：其模为：当f＝fp：当f》fp：2021/7/2863.无源低通滤波器当电路带上负载后，通带放大倍数：基本知识－有源与无源任意频率下电压放大倍数：则：2021/7/2874.有源滤波电路要使负载的加入不影响滤波特性??基本知识－有源与无源在无源滤波电路和负载之间加一个高输入电阻、低输出电阻的电路——电压跟随器。有源滤波电路电压放大倍数的表达式分母中，w的最高指数称为滤波器的阶数。有源滤波电路一般由RC网络和集成运放组成，因此需要合适的直流电源供电；同时，电路还可以设置成具有放大功能；组成电路时应选用带宽合适的集成运放；

4、有源滤波电路只用于信号处理，通常直流电源中整流后的滤波电路均采用无源滤波。2021/7/288有源低通滤波器1.同相输入一阶低通滤波器特征频率若f＝0，则通带放大倍数：电路引入什么类型的反馈？有什么特点？就是截止频率，有fp＝f0若要：则此时的频率，即f＝f02021/7/289试比较这两个一阶低通滤波电路的性能？无源滤波电路负载直接影响滤波特性，即带负载能力差。有源滤波电路利用运放输入阻抗高、输出阻抗低的特点，使负载与滤波网络得到了良好隔离。无源滤波电路的通带增益不会大于1，而有源滤波电路可获得大于1的通带增益，而且可调节。无源滤波电路也有优点：1.电路简单，无需电源，使

5、用方便；2.不会产生自激振荡。2021/7/2810有源低通滤波器2.同相输入二阶低通滤波器Q——滤波器的品质因数，也称滤波器的截止特性系数，其物理意义是f＝f0时电压放大倍数与通带放大倍数之比。2021/7/2811则可得到通带截止频率：从电路幅频特性可以看到，衰减斜率为-40dB，比一阶电路要好，但在f＝f0附近，电压放大倍数较低。？？？如何提高此处的电压放大倍数，使得滤波特性趋于更加理想？？引入正反馈2021/7/2812有源低通滤波器3.压控电压源二阶低通滤波器2021/7/2813电路存在哪些反馈？？会不会产生自激振荡？？当频率趋于零时，C1电抗无穷大，因而正反馈

6、很若；当频率趋于无穷时，C2电抗趋于零，使得P点电位趋于零；只要电路参数设置得当，就能即保证在f＝f0时使电压放大倍数增加，又不会因为正反馈过强而产生自激振荡。2021/7/2814有源低通滤波器4.反相输入一阶低通滤波器f＝0时，通带放大倍数：而且，通带截止频率fp＝f0任意频率下电压放大倍数：标准形式：f＝∞时，电压放大倍数？？2021/7/2815有源高通滤波器高通滤波电路和低通滤波电路具有对偶性，所以只要将低通电路中滤波环节的电容替换成电阻、电阻替换成电容，就可得到高通滤波电路。高通低通2021/7/2816有源带通滤波器串联fP1fP2fP1>fP22021/7/

7、2817有源带阻滤波器fP1fP2fP1