9_信号处理和信号产生电路.ppt

滤波电路设计常用软件介绍 Multisim 8（美国国家仪器公司----Electronics?Workbench公司） FilterLab_V2.0 （美国亚利桑那州 Microchip Technology） FilterPRO（美国得克萨斯州德州仪器TI） 左图是一种较理想的RC振荡电路。只需调整RP3和RP4就可以使失真最小。 例 电路如图所示，A的Vom=±14V。 （1）分析D1、D2的稳幅原理 （2）若VD=0.6V，估算Vom （3）若R2短路，vO=？ （4）若R2开路，画vO的波形 解：（1）当vO较小时， D1、D2近似截止，放大器的放大倍数AV=（R1+ R2+ R3）/ R1≈3.3＞3， 有利于起振；当vO较大时， D1、D2导通，使其与R3并联支路的电阻下降，AV随之下降， vO的幅值趋于稳定。 解：（2）若VD=0.6V，估算Vom 因为流过R3’的电流等于流过R1、R2的电流，故有 解：（3）若R2短路，AV?3，电路将停止振荡，输出为与时轴平行的一条直线。 解：（4）若R2开路， 输出波形如下： 9.8　非正弦信号产生电路 非正弦波：矩形波、三角波、尖顶波和阶梯波等 几种常见的非正弦波 9.8.1　电压比较器 1、电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。 2、比较器中的集成运放一般工作在非线性区；处于开环状态或引入正反馈。 3、分类：单限比较器、迟滞比较器及窗口比较器。 4、比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。 一、 电压比较器的传输特性 1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系 2.阈值电压： UT 当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。 3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。 二、理想运放的非线性工作区 +UOM uO uP-uN O -UOM 集成运放的电压传输特性 在电压比较器中，集成运放不是工作在开环状态，就是工作在正反馈。 1　单限比较器 一、过零比较器 　　由于理想运放的开环差模增益为无穷大，所以 当 uI 0 时，uO= + UOM； 当 uI 0 时，uO = - UOM ； 　　过零比较器的传输特性为： uI uO +UOM -UOM O 　　UOM 为集成运放的最大输出电压。 阈值电压： 当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。 利用稳压管限幅的过零比较器 　　设任何一个稳压管被反向击穿时，两个稳压管两端总的的稳定电压为 UZ UOM uI uO +UOM -UOM O +UZ -UZ 　　当 uI 0 时，不接稳压管时， uO= + UOM ，接入稳压管后，左边的稳压管被反向击穿，集成运放的反向输入端“虚地”， uO = + UZ ； 　　当 uI 0 时，右边的稳压管被反向击穿，uO = - UZ ； 利用稳压管限幅的过零比较器(二) 电路图 传输特性 uI uO +UOpp -UOpp O +UZ -UZ 问题：如将输入信号加在“+”端，传输特性如何？ 问题：过零比较器如图所示，输入为正负对称的正弦波时，输出波形是怎样的？ 传输特性 uI uO +UOpp -UOpp O +UZ -UZ 将正弦波变为矩形波 二、单限比较器 　　单限比较器有一个门限电平，当输入电压等于此门限电平时，输出端的状态立即发生跳变。 　　当输入电压 uI 变化，使反相输入端的电位为零时，输出端的状态将发生跳变，门限电平为： uI uO +UOM -UOM O +UZ -UZ 　　过零比较器是门限电平为零的单限比较器。 R1 R2 　存在干扰时单限比较器的 uI、uO 波形 　　单限比较器的作用：检测输入的模拟信号是否达到　　某一给定电平。 　　缺点：抗干扰能力差。 　　解决办法： 采用具有迟滞 传输特性的比较器。 2　迟滞比较器 一、从反相输入端输入的迟滞比较器电路 计算阈值电压UT 电压传输特性 uo从+UZ跃变到-UZ的 阈值电压为+UT uo从-UZ跃变到+UZ的 阈值电压为-UT uI在-UT与+UT之间增加或减小, uO不发生变化 * 滤波电路 — 让有用频率信号通过，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 第九章 信号处理与信号产生电路 9.1 滤波电路的基本概念与分