28第七章有源滤波器.ppt

uo － - + + + RW R1 R2 uc D1 D2 a b c R 0 UH uc t UL UOM uo 0 t - UOM T T1 T2 T1 T2 方波发生器电路的改进： － + + R R1 R2 C + uc uo – － + + R R1 R2 C + uc uo ?UZ – * 7.5.2 有源滤波器 滤波器的作用是使所需特定频段的信号能够顺利通过，而对其它频段的信号起衰减作用，被广泛应用于通信和信号处理等领域。 分类 低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） 1．有源低通滤波器 ① 一阶有源低通滤波器 对于同相放大器，其电压放大倍数为 高频还是低频响应？ 高频响应 低通滤波器 ② 二阶有源低通滤波器 对于同相放大器，其电压放大倍数为 称为等效品质因数 称为阻尼系数 为了避免在Auf =3处因Q值为无穷大而产生自激振荡，在元件取值时，一般要求Rf＜2R1 ② 二阶有源低通滤波器 ① 一阶有源低通滤波器 2．有源高通滤波器 ① 一阶有源高通滤波器 对于同相放大器，其电压放大倍数为 高频还是低频响应？ 低频响应 高通滤波器 Auf为一阶高通滤波器电路的通带电压放大倍数或高频增益 ② 二阶有源高通滤波器 ① 一阶有源低高滤波器 7.5.3 波形发生器 分类 正弦信号发生器 方波发生器 三角波发生器 锯齿波发生器 产生自激振荡的原理 改成正反馈 只有正反馈电路才能产生自激振荡。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F ? + – §1．正弦信号发生器 如果： 则去掉 仍有信号输出。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F 反馈信号代替了放大 电路的输入信号。 基本放大 电路Ao 反馈电路 F ? + + 自激振荡条件的推导 基本放大 电路Ao 反馈电路 F ? + + FAo=1 自激振荡的条件 基本放大 电路Ao 反馈电路 F 自激振荡条件的推导 如果： (1) 正反馈足够强,输入信号为 0 时仍有信号输出，这就是产生了自激振荡。 (2) 要获得正弦自激振荡,反馈回路中必须有选频电路。所以将放大倍数和反馈系数写成： 自激振荡的条件： 因为： 所以，自激振荡条件也可以写成： （1）振幅条件： （2）相位条件： n是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。 问题1：如何启振？ 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： |AF|1，且?A+ ?B =2n?，即可起振。 问题2：如何稳幅？ 起振后，输出将逐渐增大，若不采取稳幅，这时若|AF|仍大于1，则输出将会饱和失真。 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： RC振荡电路 用RC 电路构成选频网络的振荡电路即所谓的 RC振荡电路，可选用的 RC 选频网络有多种，这里只介绍文氏桥选频电路。 R1 C1 R2 C2 一、选频电路 时，相移为0。 R1 C1 R2 C2 如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： 传递函数： 相频特性： 幅频特性： fo f +90? –90? f 二、用运放组成的RC振荡器 所以，要满足相位条件，只有在 fo 处 因为： uo _ + ? + ? R2 R C R C R1 能自行启动的电路（1） uo t Rt A 半导体 热敏电阻 起振时，RT略大于2R1，使|AF|1，以便起振； _ + ? + ? RT R C R C R1 t ? uo 起振后，uo逐渐增大则RT逐渐减小，使得输出uo为某值时，|AF|=1，从而稳幅。 能自行启动的电路（2） R22为一小电阻，使(R21+R22)略大于2R1，|AF|1，以便起振； _ + ? + ? R21 R C C R1 R22 D1 D2 随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降到使|AF|=1，使得输出uo稳定在某值。 输出频率的调整： 通过调整R或/和C来调整频率。 _ + ? + ? RF uo R C C R K K R1 R1 R2 R2 R3 R3 C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。 K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。 一、电路结构 上下门限电压： 下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的反相输入端。 － + + R R1 R2 C + uc uo – 矩形波发生器 二、工作原理 1. 设 uo = + UOM