《模拟电子技术》课程电子教案（PPT课件）第9章 信号处理与信号产生电路（9.1-9.6）

9信号处理与信号产生电路9.15滤波电路的基本概念与分类9.2一阶有源滤波电路9.37高阶有源滤波电路*9.4开关电容滤波器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9.8非正弦信号产生电路HOME

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 9.6 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.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：由有源器件构成的滤波器滤波电路传递函数定义Vr(t)Vo(t)滤波电路V.(s)V.(s)s=jo 时,有 A(jw)=|A(ja)-ejg(a) =[A(jo)|Z(α)其中A(jo)一模，幅频响应相位角，相频响应p(の)dp(o)群时延响应(s)T(O)=doHOME

9.1 滤波电路的基本概念与分类 1. 基本概念 ( ) ( ) ( ) i o V s V s A s = 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：由有源器件构成的滤波器。 滤波电路传递函数定义 s = j 时，有 j ( ) (j ) (j ) e   A  = A   = A(j)() 其中 A(j) () —— 模，幅频响应 —— 相位角，相频响应 ( ) 群时延响应 d d ( ) ( ) s      = −

9.1滤波电路的基本概念与分类2.分类[A|[.4 /4实际理想实际理想AoAo低通（LPF）阻带通带阻带一通带一高通（HPF)-OO带通（BPF）0OH@OL带阻（BEF）[.A /1.4 1 +理想理想AoAo实际实际全通（APF）O00OL0HWHWOOL理想A|Ao通带0HOMEend

9.1 滤波电路的基本概念与分类 2. 分类 低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF） end

9.2一阶有源滤波电路.低通滤波电路口R1RfAo传递函数A() =S-1+R0p+同相比例！o++Wc其中放大电路0RLCHO1同相比例RA,=1+放大系数R-1特征角频率We无源RC滤波电路A(jo)20lg/dB故，幅频相应为Ao理想0Ao-3A(jo)|=实际20dB/十倍频程1+(~)2W-201100/0cHOME

9.2 一阶有源滤波电路 1. 低通滤波电路 c 0 1 ( )  s A A s + 传递函数 = 2 c 0 1 ( ) (j )    + = A A 其中 特征角频率 1 f 0 1 R R A = + RC 1 c = 故，幅频相应为 同相比例 放大系数

9.2一阶有源滤波电路2.高通滤波电路R1Rf低通电路中的R和C交换UPR位置便构成高通滤波电路同相比例！0放大电路00RI01O一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢（无源RC滤波电路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。HOMEend

9.2 一阶有源滤波电路 2. 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。 end 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9.3.1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HOME

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1.二阶有源低通滤波电路C=C2.传递函数U1RUpRAToVoUAR-RC=C1AVF=1+（同相比例）(AIF-)R)对于滤波电路，有口V.(s)R同相比例AvF放大电路Vp(s)1/sCVa(s)V.(S:R+1/sC(S)-(s)Vs)-Vs)V(s)-V(S)=0RR1/sCV.(s)AVE得滤波电路传递函数A(s)=V.(s)1+(3-AV)sCR+(SCR)（二阶）HOME

9.3.1 有源低通滤波电路 1. 二阶有源低通滤波电路 2. 传递函数 1 f F 1 R R AV = + ( ) ( ) P o F V s V s AV = ( ) 1/ 1/ ( ) P A V s R sC sC V s  + = 对于滤波电路，有 R V (s) V (s) i − A sC V s V s 1/ ( ) ( ) A − o − 0 ( ) ( ) A P = − − R V s V s 得滤波电路传递函数 ( ) ( ) ( ) i o V s V s A s = 2 F F 1 (3 - A )sCR (sCR) A V V + + = （二阶） （同相比例）

2.传递函数V.(s)A(s) =V.(s)1+(3-A)sCR+(sCR)P称为通带增益A,=AFQ=称为等效品质因数3-A称为特征角频率0RCAga则Ons+o?Q注意：当3-A>0，即A<3时，滤波电路才能稳定工作HOME

2. 传递函数 A0 = AVF RC 1 c = 令 称为通带增益 ( ) ( ) ( ) i o V s V s A s = 2 F F 1 (3 - A )sCR (sCR) A V V + + = 3 F 1 AV Q − = 称为特征角频率 称为等效品质因数 则 2 c 2 n 2 0 c ( )    + + = s Q s A A s 注意： 当3 − AVF  0，即 AVF  3时， 滤波电路才能稳定工作

2.传递函数用s=j代入，可得传递函数的频率响应：归一化的幅频响应A(jo)20lg20lg-Ao0.Q000.Q相频响应p(の)=-arctg1-(~)0HOME

2. 传递函数 用 s = j 代入，可得传递函数的频率响应： 2 c 2 2 c 0 1 ( ) ( ) 1 2 0lg (j ) 2 0lg Q A A       +      − = 归一化的幅频响应 相频响应 2 c c 1 ( ) ( ) arctg       − = − Q

A(j)3.幅频响应20lg=20lgAo+0.0A(j)20lg/dB Ao:1020归一化的幅10频响应曲线00.707-0.5-10H-20--300.3 0.4-400.10.20.52510130/acHOME

3. 幅频响应 2 c 2 2 c 0 1 ( ) ( ) 1 2 0lg (j ) 2 0lg Q A A       +      − = 归一化的幅 频响应曲线