第八章 信号处理电路
1 jC U UP UP 1 1 jRC R jC
1
Uo
Ui
2 2 1 ( ) j o o
AF
1 1 (3 AF ) , o 2 RC
传递函数中出现 的二次项,故称为二阶滤波器
幅频特性曲线
Uo
0
ui
2.滞回比较器(上行)
R
ui
R1
-+ +
R2
uo
当u+> u- =0 时, uo= +UOM 当u+< u- =0时, uo= -UOM
u+=0 时翻转,可以求出 上下门限电压。
当uo= -UOM
R2 R1 R ui U om 0 ui= U H 1 U om R1 R 2 R1 R 2 R2
带阻
一阶RC低通滤波器(无源) R
Ui
C
Uo
1 Uo j C 1 1 1 1 jRC Ui R 1 j j C 0
传 递 函 数
1 0 RC
1 2 1 ( ) 0
T( j)
1 1 j 0
幅 频 特 性
T( j)
幅频特性、幅频特性曲线
截止频率
C
1F 0.047 F 0.01 F
fo
16Hz 340Hz 1600Hz
8.1 有源滤波器
1.一阶有源低通滤波器
RF R1
R1 U Uo R1 R F
Ui
R
+ +
C
Uo
1 jC U Ui 1 R jC
1 Ui RC 1 jC
阶数越高,幅频特性曲线越接近 理想滤波器
AF -3db 理想低通 一阶低通 二阶低通 0
o
Uo
Ui
8.2 电压比较器
特点:运放处于 开环状态
当ui > UR时 , uo = +Uom
当ui < UR时 , uo = -Uom
uo ui UR
+
+
+Uom
uo 0
-Uom
UR
ui
UR为参考电压
+UOM ui
例题:利用电压比 较器将正弦波变为 方波。
ui
t
ui
+
+
uo
+Uom
uo
-Uom
t
用稳压管稳定输出电压
uo
ui
+
+
+UOM
uo
0
ui
-UOM
ui
+
+ UZ
uo
uo
+UZ -UZ 忽略了UF
0
ui
电压比较器的另一种形式: 将双向稳压管接在负反馈回路上
UZ
uo
ui
R
_ +
T( j)
Uo Ui
R
1 2 1 ( ) 0
Ui
C
Uo
1
0.707
此电路的缺点:
1、带负载能力差。
2、无放大作用。
3、特性不理想,边沿不陡。
0
0
截止频率
通频带宽度(带宽)
Uo Ui
带宽:0 - 0
0.707
1 0 RC
1
设R=10k,C为下列各值时的 带宽:
0
0
U o ( j )
传递函数:
Uo T( j) o i Ui U i ( j)
Uo T( j) Ui
U o ( j)
幅频特性 相频特性
() o i
滤波器分类(按频率特性进行分类):
Uo Ui
低通
Uo Ui
高通
Uo Ui
Uo Ui
带通
低通 R1
RF + C
+
Uo
U U
传 递 函 数
Ui
R
Uo
RF 1 (1 ) – 1 R 1 1 jC Ui RC
幅频特性及幅频特性曲线 传 递 函 数
RF R1
Uo
RF 1 (1 ) 1 – R 1 1 jC Ui RC
+
Uo
R1
-+ +
R2
t
U+L
uo
Uom
t
-Uom
加上参考电压后的滞回比较器(下行) : uo 传输特性 uo R ui +UOM
-+ +
R2
UR
R1
U+L
U+H
0
-UOM
ui
上下限:
UH UL
R1 R2 U om UR R1 R 2 R1 R 2 R1 R2 U om UR R1 R 2 R1 R 2
ui
1.双向稳压管接于输出端
RF
R限流电阻
t
一般取100
ui
R1
-
A +
R
u0
UZ +UF
+
uo
UZ稳压值, UF正向压降
t DZ
-(UZ +UF)
DZ双向稳压管
2.双向稳压管接于负反馈回路上
DZ
RF
传输特性
uo
+UOM UZ +UF
ui
R1
A + +
-
uo
0
-(UZ +UF) -UOM
ui
C
Uo
Uo RF 幅频特性: U (1 R ) i 1
1 2 1 ( ) 0
1+RF/R1
Uo Ui
1 (0 ) RC
相频特性: arg 0
0.707(1+RF/R1)
0
0
电路特点:
1、 0 时: U o (1 R F ) Ui R1
U R 1 2、 0 时: o (1 F ) Ui R1 2
R1 Uom UL U+ R1 R 2
滞回比较器(下行)(续)
ui
R
U+
R1
-+ +
R2
uo
设初始值: uo =+UOM ,
U+= U+H
设ui , 当ui = > U+H ,
uo从+UOM -UOM
uo
+Uom
这时, uo =-UOM ,
U+H
U+= U+L
U+L
0
-Uom
有放大作用
幅频特性与一阶无 源低通滤波器类似
3、 运放输出,带负载能力强。
2. 一阶有源高通滤波器
高通 R1
RF
Ui
+ +
R
UoLeabharlann R1 U Uo R1 R F
C
1 R jC U Ui 1 R jC
1 1 Ui – 1 jC
RC
U+H
0
-Uom
ui
加上参考电压后的滞回比较器(上行) : 上下门限电压
UR
R
ui
R1
-+ +
R2
R1 R 2 uo U R 1 U H om UR
R2 UL
当uo= -UOM
R2 R1 R 2 R1 U om UR R2 R2
R2 R1 ui U om UR R1 R 2 R1 R 2
ui
UR
R
-+ +
R1 R2
uo
ui
10V
2V
uo
传输特性
uo
+UOM
+UOM
U+L 0 -UOM U+H
ui
-UOM
滞回比较器(下行)两种电路传输特性的比较: uo uo R +Uom ui U+
R1
-+ +
R2
U+L
0
-Uom
U+H
ui
uo ui
UR
R1 R2 R
-+ +
uo
U+L U+H
U U
传 递 函 数
Uo
RF 1 (1 ) RC R 1 1 jC Ui
传递函数中出现 的一次项,故称为一 阶滤波器
幅频特性及幅频特性曲线 传 RF 1 递 Uo (1 ) 函 RC R 1 1 jC U Ui i 数
RF R1
R
+ +
Ui
+ C R
Uo RF 幅频特性: U (1 R ) i 1
Uo Ui
1 1 ( 0 0 )2
1+RF/R1
0.707(1+RF/R1)
0
0
3.二阶有源低通滤波器
RF R1