第八章模拟信号处理电路.ppt

1第八章模拟信号处理电路本章教学要求：1.掌握单限比较器、迟滞比较器和窗口比较器的工作原理和计算方法，了解集成比较器的性能指标和应用电路2.掌握正弦波振荡电路、方波产生电路的工作原理，熟悉主要指标的计算，了解精密整流电路的工作原理3.了解滤波器的特点和分类，掌握一阶有源滤波器的分析方法，理解二阶有源滤波器的工作原理及性能指标4.理解开关电容滤波器的工作原理，了解集成开关电容滤波器（MAX260/261/262）的工作原理、主要性能和管脚功能

28-1电压比较器比较器是一种用来比较输入信号ui和参考信号UREF大小的器件，广泛用于信号处理电路和检测电路、波形产生电路、A/D和D/A转换电路等。8-1-1单门限电压比较器uiUREFuiduo图为基本电路。参考电压UREF加于运放的反相端，它可以是正值，也可以是负值，图中给出的为正值。输入信号ui加于运放的同相端，运放处于开环工作状态，具有很高的开环电压增益。电路的传输特性如图所示UREFUOLui理想情况下，比较器输出只有两个状态：运放立即进入正饱和状态，运放立即进入负饱和状态，使比较器输出电压从一个电平跳变到另一个电平时所对应的输入电压称为门限电压或阈值电压，用表示如果ui从反相端输入，UREF接同相端，则为反相单门限电压比较器，其传输特性为门限电平Uth=UREF由于该比较器ui从同相端输入且只有一个门限电压，故称为同相单门限电压比较器。如果UREF=0，这时ui每次过零时，uo就要产生突然的变化，则为过零比较器。

38-1-2迟滞比较器单门限电压比较器具有电路简单、响应速度快等优点，但其抗干扰能力差。当输入信号在门限电压附近有微小的干扰时，输出电压将产生相应的抖动，输出错误的阶跃，导致比较器输出不稳定。1.迟滞比较器的传输特性迟滞比较器就是一个具有迟滞回环传输特性的比较器。在理想情况下，迟滞比较器的传输特性为假设比较器的起始状态为ui=0，uo=UOH，门限电压为Uth+当输入电压ui从零开始增加，直到接近上门限电压Uth+前，u0=UOH不变。当ui增加到略大于Uth+，则uo下跳为UOL，门限电压变为Uth-，ui再增加，uo=UOL不变当输入电压ui减小时，直到接近下门限电压Uth-前，u0=UOL不变。当ui减小到略小于Uth-，则uo上跳为UOH，门限电压又变为Uth+，ui再减小，uo=UOH不变为门限宽度

42.迟滞比较器的电路构成及门限电压估算将单门限电压比较器的输出电压通过反馈网络加到运放的同相输入端，形成正反馈，而待比较电压从反相端输入，就构成了具有双门限值的反相输入迟滞比较器，又称施密特触发器，如图所示uiUREFuoR1R2由于正反馈的作用，这种比较器的门限电压是随输出电压的变化而变化的。当uo=UOH时，根据叠加定理，UOH和UREF共同加到同相输入端形成的合成电压为当ui由小增大至略大于U+时，uo将从UOH下跳为UOL，可见U+为迟滞比较器的上门限电压，即Uth+=U+当uo由UOH下跳为UOL时，运算放大器同相输入端的电压也将相应改变，为当ui由大减小至略小于时，uo将从UOL上跳为UOH，可见为比较器的下门限电压，即Uth-=。迟滞比较器的迟滞宽度（或门限宽度）为调节R1和R2，可以改变迟滞宽度?U

58-1-3窗口比较器窗口比较器用来判断输入信号是否处于指定门限之间，其理想传输特性如图所示当输入信号ui位于下门限Uth-和上门限Uth+之间时，输出uo=Uol；而当输入信号小于下门限电压UOL或大于上门限电压UOH时，输出均为UOH。一种窗口比较器电路如图所示图8-7窗口比较器电路21A1A2RRR/2RRRR/4VD2VD1A1为精密整流电路，A2为过零检测器，其中A2反相输入端的输入信号有4个，、、和，同相输入端接地。1.当ui-UREF10，即uiUREF1时由于运放A1反相输入端电压为负，则其输出电压为正值，此时VD2导通，VD1截止，=0，得到简化电路为。智能手机推荐

6A2RRR这时，过零检测器A2的反相输入端信号有ui、-UREF1、UREF2，因此：当即当即可见，窗口比较器的下门限电压为2.当ui-UREF10，即uiUREF1时运放A1反相输入端电压为正，则其输出电压为负值，此时VD2截止，VD1导通，这时为窗口比较器电路简化为A2RRR/4R这时A2的反相端信号为ui、?UREF1、UREF2、，因此：即当所以，上门限电压为当即窗口的宽度为平板电脑推荐

78-1-4单片集成比较器集成电压比较器具有精度高、