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模 拟 电 子 技 术 信号检测与处理电路 第 8 章 8.1 有源滤波电路 8.2 电 压比较器 8. 1　有源滤波电路 8.1.2 有源高通滤波电路 8.1.3 有源带通滤波电路 8.1.1 有源低通滤波电路 滤波电路 — 有用频率信号通过，无用频率信号被抑制的电路。 分类： 按处理 方法分 硬件滤波 软件滤波 按所处理 信号分 模拟滤波器 数字滤波器 按构成 器件分 无源滤波器 有源滤波器 引　言 按频率 特性分 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 理想滤波器的频率特性 f · f · f · f · 通 通 通 阻 通 阻 通 阻 阻 阻 低通 高通 带通 带阻 按传递 函数分 一阶滤波器 二阶滤波器 N 阶滤波器 : 滤波电路的主要参数 1.通带电压放大倍数 2.通带截止频率 3.特征频率 4.通带（阻带）宽度 5.等效品质因数Q 8.1.1 有源低通滤波电路(LPF—Low Pass Filter) — 通带放大倍数 · · · 一、一阶 LPF Rf 8 C R1 R · · 其中， Auf = 1 + Rf /R1 fH = 1/2?RC — 上限截止频率 · · fH 归一化 幅频特性 f · 0 -3 -20 dB /十倍频 二、 二阶 LPF 1. 简单二阶 LPF 8 C R1 R C R Rf · · · 通带增益： Auf = 1 + Rf/R1 问题：在 f = fH 附近，输出幅度衰减大。 –40 dB/ 十倍频 -40 f / fH 0 -10 -20 10 -30 1 · 改进思路：在提升 fH 附近的输出幅度。 2. 实用二阶 LPF 8 C R1 Rf R C R · · Q = 1 / (3 - Auf) Q — 等效品质因数 -40 f / fn 0 -3 -10 -20 10 -30 Q = 0.707 Q = 1 Q = 2 Q = 5 1 · · · · 正反馈提升了 f n 附近的 Au。 Good! Auf = 3 时 Q ? ? 电路产生自激振荡 · –40 dB/十倍频 特征频率： 当 Q = 0.707 时，fn = fH 例8.1.1 已知 R = 160 k?，C = 0.01 ?F， R1 = 170 k?，Rf = 100 k?，求该滤波器的 截止频率、通带增益及 Q 值。 8 C R1 Rf R C R · · [解]: 特征频率 Q = 1/(3 - Auf) = 1/(3 - 1.588) = 0.708 Q = 0.707 时， fn = fH ?上限截止频率： fH = 99.5 Hz 8.1.2 有源高通滤波电路(HPF—High Pass Filter) 8 C R1 Rf R C R · · 通带增益： Auf = 1 + Rf / R1 Q = 1/(3 - Auf) f / fn 0 -3 -10 -20 10 -30 -40 Q = 0.707 Q = 1 Q = 2 Q = 5 1 · Auf = 3 时， Q ? ?， 电路产生自激振荡 二阶低通、高通，为防止自激，应使 Auf 3。 8.1.3 有源带通滤波电路(BPF—Band Pass Filter) 构成思路： f fH f fL f fL fH · f0 fH fL · 8 C R1 Rf R C1 R3 R2 · LPF BPF 要求 R3 C1 RC 中心频率： 等效品质因素： Q = 1/(3 - Auf) 通频带： BW = f0 /Q 最大电压增益： Au0 = Auf /(3 - Auf) = 2R = C = R 8 C R1 Rf R C1 R3 R2 · · 例8.1.2 已知 R = 7.96 k?，C = 0.01 ?F， R3 = 15.92 k?，R1= 24.3 k?，Rf = 46.2 k? 求该电路的中心频率、带宽 BW及通带 最大增益 Au0。 [解] Q = 1/(3 - Auf) = 1/(3 - 2.9) = 10 BW = f0 /Q = 2 000 /10 = 200 (Hz) Au0 = Auf /(3 - Auf) = 2.9 /(3 - 2.9 ) = 29 8.2　电压比较器 8.2.1单限 电压比较器 8.2.3迟滞比较器 8.2.2窗口比较器 电压比较器(Comparer) 功能： 类型 基本比较器 简单比较器(单门限) 窗口比较器(双门限) 迟滞比较器(施密特触发器) 比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小 8.2.1单限电压比较器 1. 过零电压比较器 （1）电路组成 8 uI uO