现代电子线路05集成运算的运用课件.ppt

理想低通滤波器（LPF） 理想高通滤波器（HPF） 理想带通滤波器（BPF） 理想带阻滤波器（BEF） 根据电路的通带、阻带在幅频特性中的位置不同，滤波电路可以分为四大类： 通带 阻带 |Au| AUM f fH 阻带 通带 |Au| AUM f fL 阻带 通带 阻带 |Au| AUM f fH fL 通带 阻带 通带 |Au| AUM f fH fL (low pass filter) (high pass filter) (band pass filter) (band elimination filter) 精选 第五章 No.* 实际滤波器在通带与阻带之间存在 过渡带（以低通滤器为例）。 通带截止频率fH ：当|Au|=0.707AUM时的频率； 通带：从0到fH的频段； 过渡带：从fH到|Au|接近0的频段； 阻带： |Au|接近0的频段； 通带放大倍数：通带中输出电压与输入电压之比AUM。 （对低通滤波器即为频率等于0时的输出电压与输入电压之比。） 滤波电路的重要特性指标： 通带放大倍数（AUM）、通带截止频率（fH、fL）、过渡带的衰减斜率。 目标：通带内|Au|平坦，过渡带衰减斜率大。 实际低通滤波器幅频特性 通 带 过渡带 阻带 f |Au| AUM 0.707AUM fH 实际滤波器 精选 第五章 No.* C R uI uO 20lg|Au| -20dB/十倍频 0.1fH 3dB f fH 10fH 20lg|AuM| 其中： 2、低通滤波器（LPF） ⑴、一阶无源RC低通滤波器 精选 第五章 No.* 带负载RL情况： 其中： 无源滤波器电压放大倍数低，带负载能力差； 其通带放大倍数和截止频率都受负载影响，不便于多级级连。 C R uI uO RL 20lg|Au| -20dB/十倍频 3dB f fH f’H 20lg|AuM| 精选 第五章 No.* 在无源滤波电路和负载之间加入隔离电路 （电压跟随器）即构成了有源滤波器，克服无源滤波器带负载能力差的缺点。 ⑵、一阶有源RC低通滤波器 uI uo R C RL 若采用同相运算电路，则滤波器还能起到放大作用。 uI uo R C RL Rf R1 具有放大作用的LPF 精选 第五章 No.* 其中： uI uo R C RL Rf R1 通带电压放大倍数： 过渡带衰减缓慢。 -20dB/十倍频 -3 f/fH 1 0 10 0.1 -20 精选 第五章 No.* 其中： ⑶、二阶有源RC低通滤波器 uI uo R C RL Rf R1 R C 增加一级RC网络，构成二阶LPF。 通带电压放大倍数： 精选 第五章 No.* 当 时，上式分母的模应为 ，即 解得： 代入 f0， -40dB/十倍频 -3 f/fH 1 0 10 0.1 -20 -40 过渡带衰减速度增大一倍。 在f0处的幅频特性差； 巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)、贝塞耳(Bessel)滤波器； 高阶低通滤波器可由多个低阶低通滤波器级连得到； 电路设计仿真。 精选 第五章 No.* 3、高通滤波器（HPF） ⑴、一阶无源RC高通滤波器 其中： C R uI uO LPF与HPF具有对偶性，即将R、C位置互换，低通滤波就成为高通滤波器。 20lg|Au| 20dB/十倍频 0.1fL 3dB f fL 10fL 20lg|AuM| 精选 第五章 No.* ⑵、一阶有源高通滤波器 uI uo R C RL Rf R1 过渡带的衰减斜率：20dB/十倍频 20lg|Au| 20dB/十倍频 0.1fL 3dB f fL 10fL 其中： 20lg|AuM| 精选 第五章 No.* 其中： ⑶、二阶有源高通滤波器 过渡带的衰减斜率：40dB/十倍频 uI uo RL Rf R1 R C R C 精选 第五章 No.* 将低通滤波器与高通滤波器级连，就可得到带通滤波器。 fH LPF HPF ui uo fL fL fH fH > fL 4、带通和带阻滤波电路 ⑴、带通RC有源滤波器（BPF） 条件： BPF ui uo 精选 第五章 No.* 将输入信号同输入到低通滤波器和高通滤波器，然后再将两个输出求和，就可得到带阻滤波器。 ⑵、带阻RC有源滤波器（BEF） fH fL fL fH fH < fL 条件： LPF 求和 ui uo HPF BEF ui uo 精选 第五章 No.* §5.2　运算放大器的非线性运用 波形发生器：无需外加激励而能产生周期性信号的电路。又称信号发生器、振荡器。根据需要的不同，可产生正弦信