第二章 集成运算放大电路及信号的运算处理分析.ppt

当 f = 0时，各电容器可视为开路，通带内的增益为 一阶低通滤波器的传递函数如下 ， 其中 该传递函数式的样子与一节RC低通环节的频响表达式差不多，只是后者缺少通带增益Avp这一项。 三、 简单二阶低通有源滤波器 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。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。二阶LPF的电路图如图13.06所示，幅频特性曲线如图13.07所示。 （1）通带增益 当 f = 0, 或频率很低时，各电容器可视为开路，通带内的增益为 图13.06 二阶LPF 图13.07二阶LPF的幅频特性曲线 （2）二阶低通有源滤波器传递函数 根据图13.06可以写出 通常有C1=C2=C，联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数 (3)通带截止频率 将s换成 jω，令 ,可得 解得截止频率 当 时，上式分母的模 与理想的二阶波特图相比，在超过 以后，幅频特性以-40 dB/dec的速率下降，比一阶的下降快。但在通带截止频率 之间幅频特性下降的还不够快。 （1）二阶压控LPF 二阶压控型低通有源滤波器如图13.08所示。其中的一个电容器C1原来是接地的，现在改接到输出端。显然C1的改接不影响通带增益。 图13.08二阶压控型LPF 四、 二阶压控型低通滤波器 图13.09 二阶压控型LPF 的幅频特性 （2）二阶压控型LPF的传递函数 上式表明，该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作。 对于节点 N , 可以列出下列方程 联立求解以上三式，可得LPF的传递函数 (3）频率响应 由传递函数可以写出频率响应的表达式 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 以上两式表明，当 时，Q1，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13.09。 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。 二阶压控型有源高通滤波器的电路图如 图13 . 12所示。 图13.12二阶压控型HPF 8.5.3 有源高通滤波器 由此绘出的频率响应特性曲线如图13.13所示 (1)通带增益 (2)传递函数 (3)频率响应 令 则可得出频响表达式 结论：当 时，幅频特性曲线的斜率 为+40 dB/dec； 当 ≥3时，电路自激。 图13.13二阶压控型HPF 频率响应 二阶压控型有源高通滤波器的电路图如 图13 . 12所示。 8.5.4 有源带通滤波器(BPF) 和带阻滤波器(BEF) 图13.14二阶压控型BPF 图3.15二阶压控型BEF 带通滤波器是由低通RC环节和高通 RC环节组合而成的。要将高通的下限截 止频率设置的小于低通的上限截止频率。 反之则为带阻滤波器。 要想获得好的滤波特性，一般需要 较高的阶数。滤波器的设计计算十分麻 烦，需要时可借助于工程计算曲线和有 关计算机辅助设计软件。 12.4 电压和电流转换电路 12.4.1 电流-电压变换器 12.4.2 电压-电流变换器 12.4.1 电流-电压变换器 图12.10是电流-电压变换器。 由图可知 可见输出电压与输入电流成比例。 输出端的负载电流 图12.10电流-电压