信号的处理与产生电路.pptx

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9.2 一阶有源滤波电路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9.6 RC正弦波振荡电路9.7 LC正弦波振荡电路9.8 非正弦信号产生电路9.1 滤波电路的基本概念与分类1. 滤波电路定义让有用频率信号通过；而同时抑制或衰减无用频率信号。举例：RC低通电路滤波器的用途举例9.1 滤波电路的基本概念与分类2. 无源与有源无源滤波器： 采用R、L、C 等无源元件组成；有源滤波器：R、L、C + 放大器（三极管、集成运放）9.1 滤波电路的基本概念与分类3. 按幅频特性分类低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）滤波电路9.1 滤波电路的基本概念与分类4. 分析任务? 确定类型? 确定通带增益A0、通带截止频率f0? 确定过渡带衰减速率5. 分析方法 —— 与频率响应分析类似低通（LPF）? 传递函数? 频响表达式—— 模，幅频响应—— 相位角，相频响应时延响应为滤波器的主要技术指标（1）通带增益Avp 通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，如图所示。性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。 （2）通带截止频率fp 其定义与放大电路的上限截止频率相同。见图自明。通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。 RRCC传递函数幅频特性C9.2 一阶有源滤波电路一、 低通滤波电路1. 一阶RC低通滤波器(无源)RRC1此电路的缺点：0.7071、带负载能力差。2、无放大作用。0?03、特性不理想，边沿不陡。截止频率幅频特性、幅频特性曲线RFR1-++RC2.一阶有源低通滤波器传递函数传递函数中出现? 的一次项,故称为一阶滤波器RFR1-+1+RF/R10.707(1+RF/R1)+RC0?0幅频特性及幅频特性曲线传递函数幅频特性：相频特性：9.2 一阶有源滤波电路二、 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 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。9.3 高阶有源滤波电路9.3.1 有源低通滤波电路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 二阶LPF二阶LPF的幅频特性曲线9.3.1 有源低通滤波电路 为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。对于滤波电路，有9.3.1 有源低通滤波电路二阶有源低通滤波电路得滤波电路传递函数（二阶）用 代入，可得传递函数的频率响应：称为特征角频率当 时，上式可以化简为 定义有源滤波器的品质因数 Q 值为 时的电压放大倍数的模与通带增益之比 上两式表明，当 时，Q>1，在 处的电压增益将大于 ，幅频特性在 处将抬 高，具体请参阅图。 当 ≥3时，Q =∞，有源滤波器自激。由于将 接到输出端，等于在高频端给LPF加了一点正反馈，所以在高频端的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。注意：滤波电路才能稳定工作9.3.1 有源低通滤波电路归一化的幅频响应相频响应9.3.1 有源低通滤波电路归一化的幅频响应波特图当时Q=105210b. Q值越大，尖峰0.707– 3越高。0.5将产生自激振荡。c. 当 时，电路–40d. 过渡带衰减110速度较快。 a. 特性有峰值。 这种滤波器称为切比雪夫（Chebyshev）型滤波器Q=10当时52100.707– 30.5–40110a. 特性无峰值。b. 通带有衰减。c. Q值越小，幅频特性下降得越早。当时Q=1052100.707– 3b. 在?≤?n的频域0.5下降量最小–40110a. 无峰值c. 幅频特性最平坦这种滤波器称为最大平坦或巴特沃斯（Butterworth）型滤波器。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低通截止角频率高通截止角频率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必须满足9.3.4 二阶有源带阻滤波电路可由低通和高通并联得到9.3.4 二阶有源带阻滤波电路双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