信号处理方法和信号产生电路.ppt

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1、9.1滤波电路的基本概念与分类9.3高阶有源滤波电路*9.4开关电容滤波器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9.7LC正弦波振荡电路9.8非正弦信号产生电路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。有源滤波器：由有源器件和R、C元件构成的滤波器。滤波电路传递函数定义：其中：——模，幅频响应——相位角，相频响应9.1滤波电路的基本概念与分类2.分类高通（HPF）低通（LPF）带阻（BEF）带通（BPF）9.2一阶有源滤波电路传递函数：故，幅频相

2、应为：其中：特征角频率同相比例放大系数1.低通滤波电路9.2一阶有源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。2.高通滤波电路低通电路中的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有源高通滤波电路9.3.3有源带通滤波电路9.3.4二阶有源带阻滤波电路9.3.1有源低通滤波电路9.3.1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）1.二阶有源低通滤波电路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

3、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9.3.29.3.3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

4、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*9.4开关电容滤波器不作要求振荡器：不需要外加激励信号就能将直流信号转化为交流信号的电子设备。分类：正弦波振荡器；非正弦波振荡器一、条件基本放大电路Ao反馈电路F自激振荡的条件：而即（为保证起振，通常要求）幅度条件：相位条件：（n=0，±1，±2，±3，…）因为：9.5正弦波振荡电路的振荡条件一、条件基本放大电路Ao反馈电路F二、组成基本放大器；反馈网络；选频网络（为了获得单一频率）；稳幅环节（为了产生稳幅振荡）；若选频网络由RC元

5、件构成——RC正弦波振荡器；若选频网络由LC元件构成——LC正弦波振荡器；由同一电路组成由同一电路组成一、条件基本放大电路Ao反馈电路F三、分析方法1、判断能否产生振荡（1）检查电路是否具备振荡电路的组成部分；（2）检查放大电路的Q点是否能够保证放大器正常工作；（3）分析电路是否满足振荡条件。主要是分析相位条件，至于幅度条件一般容易满足。2、求振荡频率和起振条件振荡频率由相位条件决定；起振条件由幅度条件求得；二、组成1：如何起振？Uo是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中

6、也包括有fo分量。选频网络：把fo分量选出，把其他频率的分量衰减掉。这时，只要：

7、AF

8、>1，且A+B=2n，即可起振。四、说明基本放大电路Ao反馈电路F2：如何稳幅？起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若

9、AF

10、仍大于1，则输出将会饱和失真。四、说明基本放大电路Ao反馈电路F达到需要的幅值后，将参数调整为AF=1，即可稳幅。具体方法将在后面具体电路中介绍。起振并能稳定振荡的条件：9.6RC正弦波振荡电路1.电路组成2.RC串并联选频网络的选频特性3.振荡电路工作原理4.稳幅措施1.电路组成反馈网络兼做选频网络RC桥式振荡电路反馈系数2.RC串并联选频网络的选频特性幅频

11、响应又且令则相频响应2.RC串并联选频网络的选频特性当幅频响应有最大值相频响应3.振荡电路工作原理此时若放大电路的电压增益为用瞬时极性法判断可知，电路满足相位平衡条件则振荡电路满足振幅平衡条件当时，电路可以输出频率为的正弦波RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于1MHz的正弦波采用非线性元件4.稳幅措施热敏元件热敏电阻起振时，即热敏电阻的作用稳幅采用非线性元件4.稳幅措施场效应管（JFET）稳幅原理稳幅整流滤波T压控电阻可变电阻区，斜率随vGS不同而变化采用非线性元件