講信號(hào)與測(cè)試系統(tǒng)ppt課件

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) 學(xué)習(xí)測(cè)量電橋、信號(hào)放大電路、調(diào)制解調(diào)電路、濾波學(xué)習(xí)測(cè)量電橋、信號(hào)放大電路、調(diào)制解調(diào)電路、濾波器等信號(hào)調(diào)理電路的工作原理、基本特性等內(nèi)容。學(xué)完本器等信號(hào)調(diào)理電路的工作原理、基本特性等內(nèi)容。學(xué)完本章后，應(yīng)對(duì)各種信號(hào)調(diào)理電路的功能特點(diǎn)有較清楚的了解，章后，應(yīng)對(duì)各種信號(hào)調(diào)理電路的功能特點(diǎn)有較清楚的了解，掌握一些常用信號(hào)調(diào)理電路的工作原理、特性分析計(jì)算，掌握一些常用信號(hào)調(diào)理電路的工作原理、特性分析計(jì)算，初步具備分析、設(shè)計(jì)常用信號(hào)調(diào)理電路的能力。初步具備分析、設(shè)計(jì)常用信號(hào)調(diào)理電路的能力。1. 各種電橋的工作原理，電橋的平衡條件及參數(shù)計(jì)算。各種電橋的工作原理，電橋的平衡條件

2、及參數(shù)計(jì)算。2. 調(diào)幅原理及相敏檢波電路、精密整流電路。調(diào)幅原理及相敏檢波電路、精密整流電路。3. 濾波器的主要特性指標(biāo)及典型濾波器電路。濾波器的主要特性指標(biāo)及典型濾波器電路。n被測(cè)物理量經(jīng)傳感環(huán)節(jié)被轉(zhuǎn)換為電阻、電容、電感、電壓、電流、電荷等電參量的變化，由于在測(cè)量過程中不可避免地受到內(nèi)外干擾，且為了用被測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)顯示記錄和控制，或進(jìn)一步將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，因此經(jīng)傳感后的信號(hào)需要調(diào)理、放大、濾波、運(yùn)算分析等一系列加工，以抑制干擾，提高信噪比，便于進(jìn)一步傳輸和后續(xù)環(huán)節(jié)的處理。被測(cè)對(duì)象傳感器信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)顯示與記錄5.1 電橋電橋 測(cè)量電橋是將測(cè)量電橋是將電阻、電感、電容電阻、電感、電容等

3、參數(shù)的變化轉(zhuǎn)等參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成輸出電壓或電流變化的一種電子裝置。換成輸出電壓或電流變化的一種電子裝置。 測(cè)量裝置中測(cè)量裝置中最常用的是惠斯登電橋。最常用的是惠斯登電橋。soeZZZZZZZZe)(43214231 惠斯登電橋惠斯登電橋電橋的輸出為電橋的輸出為soeZZZZZZZZe)(43214231 電橋的輸出為電橋的輸出為 電橋的分類電橋的分類 按電橋供電電源的性質(zhì)分按電橋供電電源的性質(zhì)分直流電橋直流電橋采用直流電源供電采用直流電源供電交流電橋交流電橋采用高頻穩(wěn)幅交流電源供電采用高頻穩(wěn)幅交流電源供電 按電橋輸出的測(cè)量方式分按電橋輸出的測(cè)量方式分平衡電橋平衡電橋使電橋處于平衡狀態(tài)后讀數(shù)使電橋

4、處于平衡狀態(tài)后讀數(shù)不平衡電橋不平衡電橋讀數(shù)時(shí)電橋一般處于不平衡狀態(tài)讀數(shù)時(shí)電橋一般處于不平衡狀態(tài) 按橋臂元件的阻抗性質(zhì)分按橋臂元件的阻抗性質(zhì)分純電阻電橋純電阻電橋純電容電橋、容性電橋純電容電橋、容性電橋純電感電橋、感性電橋純電感電橋、感性電橋5.1.1 直流電橋直流電橋 采用直流電源供電，四采用直流電源供電，四個(gè)橋臂元件均為純電阻個(gè)橋臂元件均為純電阻 。ERRRRRRRRU)(43214231 4231RRRR 電橋輸出電橋輸出直流電橋的平衡條件直流電橋的平衡條件為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和分析，一般將四臂電阻設(shè)計(jì)成相等，即為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和分析，一般將四臂電阻設(shè)計(jì)成相等，即RRRRR 4321 將傳感器（如電阻應(yīng)變

5、片）接入電橋的某些橋臂上，將傳感器（如電阻應(yīng)變片）接入電橋的某些橋臂上，則電橋的輸出就與被測(cè)量的變化有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。則電橋的輸出就與被測(cè)量的變化有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 傳感器可以三種形式接入電橋。傳感器可以三種形式接入電橋。 半橋單臂連接半橋單臂連接ERRU4 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，電橋的輸出電壓為電橋的輸出電壓為RR RRRERRRRRRRRU240434211 半橋雙臂連接半橋雙臂連接工作橋臂相鄰連接時(shí)，兩電阻變化的極性應(yīng)相反；工作橋臂相鄰連接時(shí)，兩電阻變化的極性應(yīng)相反；工作橋臂相對(duì)連接時(shí)，兩電阻變化的極性應(yīng)相同。工作橋臂相對(duì)連接時(shí)，兩電阻變化的極性應(yīng)相同。 電橋的輸出電壓為電橋的輸出電壓為ERRU2

6、全橋連接全橋連接相對(duì)橋臂的電阻按相同極性變化；相對(duì)橋臂的電阻按相同極性變化；相鄰橋臂的電阻按相反極性變化。相鄰橋臂的電阻按相反極性變化。 電橋的輸出電壓為電橋的輸出電壓為ERRU RRRRRRRREU43214半橋雙臂接法的靈敏度比半橋單臂接法高一倍；半橋雙臂接法的靈敏度比半橋單臂接法高一倍；全橋接法的靈敏度又比半橋雙臂接法高一倍。全橋接法的靈敏度又比半橋雙臂接法高一倍。 半橋雙臂接法和全橋接法也稱為電橋的半橋雙臂接法和全橋接法也稱為電橋的差動(dòng)連接。差動(dòng)連接。差動(dòng)連接的優(yōu)點(diǎn)：差動(dòng)連接的優(yōu)點(diǎn)： 提高了電橋的靈敏度；提高了電橋的靈敏度； 極大地改善了電橋固有的非線性；極大地改善了電橋固有的非線性；

7、 可對(duì)由溫度等因素變化所造成的同極性影響進(jìn)行可對(duì)由溫度等因素變化所造成的同極性影響進(jìn)行補(bǔ)償（抵消）。補(bǔ)償（抵消）。 RUS電橋靈敏度電橋靈敏度差動(dòng)連接應(yīng)變片的貼法差動(dòng)連接應(yīng)變片的貼法 所需的高穩(wěn)定度直流電源容易獲得；所需的高穩(wěn)定度直流電源容易獲得； 輸出可用直流儀表直接測(cè)量顯示；輸出可用直流儀表直接測(cè)量顯示； 易于實(shí)現(xiàn)電橋的平衡調(diào)節(jié)；易于實(shí)現(xiàn)電橋的平衡調(diào)節(jié)； 輸出需接直流放大器，易受零漂和接地電位的影響。輸出需接直流放大器，易受零漂和接地電位的影響。 直流電橋的特點(diǎn)：直流電橋的特點(diǎn)：直流電橋n直流電橋的優(yōu)點(diǎn)采用直流電源作激勵(lì)電源，直流電源的穩(wěn)定性高；電橋的輸出是直流量，可用直流儀表測(cè)量，精度高

8、；電橋與后接儀表間的連接導(dǎo)線不會(huì)形成分布參數(shù)，對(duì)導(dǎo)線連接的方式要求低。n直流電橋的缺點(diǎn)易引入人工頻干擾，由于輸出為直流，而直流放大器比較復(fù)雜，易受零漂和接地電位的影響。n直流電橋適合靜態(tài)量的測(cè)量。5.1.2 交流電橋交流電橋 采用高頻穩(wěn)幅交流電源采用高頻穩(wěn)幅交流電源供電，四個(gè)橋臂元件可以是供電，四個(gè)橋臂元件可以是電阻、電容、電感或它們的電阻、電容、電感或它們的復(fù)合復(fù)合 。soeZZZZZZZZe)(43214231 電橋的輸出為電橋的輸出為各橋臂元件的電抗用復(fù)數(shù)表示：各橋臂元件的電抗用復(fù)數(shù)表示：ZjZZImRe jeZZ0 0ZZ或或或或ZZZ220ImRe )Re/arctan(ImZZ 阻

9、抗的模；阻抗的模；阻抗角。阻抗角。各種元件的復(fù)數(shù)阻抗為：各種元件的復(fù)數(shù)阻抗為：電阻電阻 R R , 電壓電流同相電容電容 C ,電壓滯后電流 電感電感 L ,電壓超前電流 Cj 1Lj0,RR,2uiLZj L,2uiCjZC 交流電橋的平衡條件交流電橋的平衡條件4231ZZZZ 423104020301 ZZZZ即即模平衡條件模平衡條件相位平衡條件相位平衡條件 輸出為高頻調(diào)幅波，不易受外界工頻干擾；輸出為高頻調(diào)幅波，不易受外界工頻干擾； 轉(zhuǎn)換精度較高；轉(zhuǎn)換精度較高； 后接的交流放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零漂??；后接的交流放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零漂?。?易于實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試易于實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試 ； 輸出調(diào)幅波需經(jīng)

10、相敏檢波器進(jìn)行解調(diào)；輸出調(diào)幅波需經(jīng)相敏檢波器進(jìn)行解調(diào)； 供橋電源要具有較高的幅值、頻率穩(wěn)定性和良好的波形。供橋電源要具有較高的幅值、頻率穩(wěn)定性和良好的波形。交流電橋的特點(diǎn)交流電橋的特點(diǎn)5.1.3 變壓器式電橋變壓器式電橋 電橋的兩個(gè)橋臂由傳感器或變壓器的兩個(gè)感應(yīng)耦合電橋的兩個(gè)橋臂由傳感器或變壓器的兩個(gè)感應(yīng)耦合線圈所構(gòu)成，另兩個(gè)橋臂則是固定的電抗元件或差動(dòng)傳線圈所構(gòu)成，另兩個(gè)橋臂則是固定的電抗元件或差動(dòng)傳感器的電感、電容。感器的電感、電容。 差動(dòng)電感傳感器電橋差動(dòng)電感傳感器電橋 差動(dòng)變壓器電橋差動(dòng)變壓器電橋 差動(dòng)電容傳感器電橋差動(dòng)電容傳感器電橋 帶感應(yīng)耦合臂電橋的特點(diǎn)：帶感應(yīng)耦合臂電橋的特點(diǎn)：

11、克服了寄生參數(shù)（寄生電容、電感等）的影響；克服了寄生參數(shù)（寄生電容、電感等）的影響； 使用變壓器可隔離直流干擾；使用變壓器可隔離直流干擾； 頻率范圍較寬，性能穩(wěn)定、靈敏度及轉(zhuǎn)換精度較高。頻率范圍較寬，性能穩(wěn)定、靈敏度及轉(zhuǎn)換精度較高。 5.2調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào) 調(diào)制調(diào)制 解調(diào)解調(diào) 信號(hào)的調(diào)制方法信號(hào)的調(diào)制方法 用原始緩變信號(hào)控制高頻信號(hào)的某個(gè)特征參數(shù)（幅值、用原始緩變信號(hào)控制高頻信號(hào)的某個(gè)特征參數(shù)（幅值、頻率或相位），使這些參數(shù)隨被測(cè)量的變化而變化。頻率或相位），使這些參數(shù)隨被測(cè)量的變化而變化。調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)用來(lái)控制高頻信號(hào)的緩變信號(hào)。用來(lái)控制高頻信號(hào)的緩變信號(hào)。載波載波被控的高頻信號(hào)。被控

12、的高頻信號(hào)。已調(diào)波已調(diào)波經(jīng)過調(diào)制后所得到的高頻信號(hào)。經(jīng)過調(diào)制后所得到的高頻信號(hào)。從已調(diào)波中恢復(fù)原始緩變信號(hào)。從已調(diào)波中恢復(fù)原始緩變信號(hào)。 幅值調(diào)制（調(diào)幅，幅值調(diào)制（調(diào)幅，AM） 頻率調(diào)制（調(diào)頻，頻率調(diào)制（調(diào)頻，F(xiàn)M） 相位調(diào)制（調(diào)相，相位調(diào)制（調(diào)相，PM）5.2.1 調(diào)幅及其解調(diào)電路調(diào)幅及其解調(diào)電路1. 調(diào)幅原理調(diào)幅原理 調(diào)幅就是調(diào)幅就是用調(diào)制信號(hào)與高頻載波信號(hào)相乘用調(diào)制信號(hào)與高頻載波信號(hào)相乘，所得到的，所得到的高頻已調(diào)波（稱為調(diào)幅波或調(diào)幅信號(hào)）的幅值隨調(diào)制信高頻已調(diào)波（稱為調(diào)幅波或調(diào)幅信號(hào)）的幅值隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化。號(hào)的變化而變化。 在頻域內(nèi)，調(diào)幅過程是一個(gè)在頻域內(nèi)，調(diào)幅過程是一個(gè)“頻譜

13、搬移頻譜搬移”過程。過程。 調(diào)幅過程中的載波不僅要保證幅值的高度穩(wěn)定，其頻調(diào)幅過程中的載波不僅要保證幅值的高度穩(wěn)定，其頻率也要足夠高。一般要保證率也要足夠高。一般要保證 。 調(diào)幅波的頻譜分布在相對(duì)變化很窄的一個(gè)范圍內(nèi)，有調(diào)幅波的頻譜分布在相對(duì)變化很窄的一個(gè)范圍內(nèi)，有利于信號(hào)的交流放大、有用信號(hào)與無(wú)用信號(hào)的鑒別，易利于信號(hào)的交流放大、有用信號(hào)與無(wú)用信號(hào)的鑒別，易于保證不失真測(cè)試條件的實(shí)現(xiàn)。于保證不失真測(cè)試條件的實(shí)現(xiàn)。 mcff10 2. 調(diào)幅裝置調(diào)幅裝置 tftfRSEtxRtRtxcmcm2sin42sin)(4)()(交流電橋調(diào)幅交流電橋調(diào)幅 3. 調(diào)幅的解調(diào)（鑒幅）調(diào)幅的解調(diào)（鑒幅） 同步

14、解調(diào)同步解調(diào) 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 包絡(luò)檢波適用于調(diào)制信號(hào)為單邊（單極性）變化的包絡(luò)檢波適用于調(diào)制信號(hào)為單邊（單極性）變化的調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。 包絡(luò)檢波通過整流、濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)，將調(diào)幅波中的包絡(luò)檢波通過整流、濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)，將調(diào)幅波中的包絡(luò)線（與原信號(hào)波形一致）還原出來(lái)，即得到了原信包絡(luò)線（與原信號(hào)波形一致）還原出來(lái)，即得到了原信號(hào)的波形。號(hào)的波形。 整流整流將雙邊變化的調(diào)幅信號(hào)整理成單邊變化將雙邊變化的調(diào)幅信號(hào)整理成單邊變化的調(diào)幅信號(hào)；的調(diào)幅信號(hào)； 濾波濾波濾除單邊變化調(diào)幅信號(hào)中的高頻成分。濾除單邊變化調(diào)幅信號(hào)中的高頻成分。 常用的包絡(luò)檢波電路有：二極管環(huán)形檢波電路、精常用的包絡(luò)檢波電

15、路有：二極管環(huán)形檢波電路、精密整流電路密整流電路+濾波電路等。濾波電路等。 相敏檢波相敏檢波 二極管環(huán)型相敏檢波電路二極管環(huán)型相敏檢波電路 4. 調(diào)幅的應(yīng)用調(diào)幅的應(yīng)用 動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀 差動(dòng)變壓器式電感測(cè)微儀差動(dòng)變壓器式電感測(cè)微儀 5.2.2 調(diào)頻及其解調(diào)電路調(diào)頻及其解調(diào)電路1. 調(diào)頻原理調(diào)頻原理 調(diào)頻是將調(diào)制信號(hào)調(diào)頻是將調(diào)制信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換成調(diào)頻波頻的變化轉(zhuǎn)換成調(diào)頻波頻率的變化。具體地講，率的變化。具體地講，就是用調(diào)制信號(hào)控制一就是用調(diào)制信號(hào)控制一振蕩器，使振蕩器的振振蕩器，使振蕩器的振蕩頻率隨調(diào)制信號(hào)的變蕩頻率隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化?；兓?。 調(diào)制信號(hào)為零時(shí)，振蕩器輸出的調(diào)頻波

16、的頻率稱為調(diào)制信號(hào)為零時(shí)，振蕩器輸出的調(diào)頻波的頻率稱為中心頻率（即載波頻率）。中心頻率（即載波頻率）。 2. 調(diào)頻裝置調(diào)頻裝置 直接調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路 )(210CCCLf )(2100CCLf )(1)(21000tKxfCCCff 設(shè)設(shè)則則 壓控振蕩器壓控振蕩器 3. 調(diào)頻的解調(diào)（鑒頻調(diào)頻的解調(diào)（鑒頻 ） 實(shí)現(xiàn)鑒頻的裝置稱為鑒頻器。實(shí)現(xiàn)鑒頻的裝置稱為鑒頻器。 諧振式振幅鑒頻器諧振式振幅鑒頻器 諧振式振幅鑒頻器的諧振特性諧振式振幅鑒頻器的諧振特性 5.3 濾波器濾波器 使信號(hào)中某些特定的頻率成分通過，極大地衰減其使信號(hào)中某些特定的頻率成分通過，極大地衰減其他頻率成分。他頻率成分。 濾波器的

17、作用：濾波器的作用：5.3.1 濾波器的基本知識(shí)濾波器的基本知識(shí)1. 濾波器的分類（按選頻范圍分）濾波器的分類（按選頻范圍分） 低通濾波器低通濾波器 高通濾波器高通濾波器 帶通濾波器帶通濾波器 帶阻濾波器帶阻濾波器 四類濾波器的幅頻特性四類濾波器的幅頻特性2. 理想濾波器理想濾波器 理想濾波器在其通頻帶內(nèi)應(yīng)滿足不失真測(cè)試條件，理想濾波器在其通頻帶內(nèi)應(yīng)滿足不失真測(cè)試條件，即幅頻特性為常數(shù)，相頻特性與頻率保持線性關(guān)系，阻即幅頻特性為常數(shù)，相頻特性與頻率保持線性關(guān)系，阻帶內(nèi)的幅頻特性應(yīng)等于零。其頻率響應(yīng)函數(shù)應(yīng)為帶內(nèi)的幅頻特性應(yīng)等于零。其頻率響應(yīng)函數(shù)應(yīng)為 0)(020ftjeAfH（通帶內(nèi)，（通帶內(nèi)，

18、 為常數(shù)）為常數(shù)）00tA、（阻帶內(nèi)）（阻帶內(nèi)）-f fc cf fc c-f fc cf fc cf ff fA(f)(f)(f)(f) 理想濾波器是非因果系統(tǒng)，在物理上是不可能實(shí)現(xiàn)的。理想濾波器是非因果系統(tǒng)，在物理上是不可能實(shí)現(xiàn)的。 1.理想濾波器對(duì)單位脈沖的響應(yīng)理想濾波器對(duì)單位脈沖的響應(yīng)將單位脈沖輸入理想濾波器，則其響應(yīng)為sinc函數(shù)。)2(sin2)(0tfcfAthcc)(2sin2)(00ttfcfAthcc2.理想濾波器對(duì)單位階躍的響應(yīng)理想濾波器對(duì)單位階躍的響應(yīng)0t)(tu1000,02/11)(Ttttu濾波器的響應(yīng)濾波器的響應(yīng))(2221sin221)(*)()()(20tf

19、sidttttuthtyctfc單位階躍函數(shù)單位階躍函數(shù)建立時(shí)間建立時(shí)間Te 理想濾波器的建立時(shí)間理想濾波器的建立時(shí)間 與濾波器的帶寬與濾波器的帶寬B成反比，成反比，它們的乘積為常數(shù)。即它們的乘積為常數(shù)。即 .constBTe eT建立時(shí)間建立時(shí)間 建立時(shí)間反映了濾建立時(shí)間反映了濾波器對(duì)輸入的響應(yīng)速度波器對(duì)輸入的響應(yīng)速度（濾波時(shí)間）；帶寬反（濾波時(shí)間）；帶寬反映了濾波器的頻率分辨映了濾波器的頻率分辨力。力。 二者相矛盾二者相矛盾3. 實(shí)際濾波器的特性指標(biāo)實(shí)際濾波器的特性指標(biāo) 實(shí)際帶通濾波器的幅頻特性曲線實(shí)際帶通濾波器的幅頻特性曲線 幅頻特性平均值幅頻特性平均值 紋波幅度紋波幅度 截止頻率截止頻

20、率 帶寬帶寬 中心頻率中心頻率 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) 頻率選擇性頻率選擇性 倍頻程選擇性倍頻程選擇性 濾波器因數(shù)（矩形系數(shù)）濾波器因數(shù)（矩形系數(shù)） )()2(lg2022ccfAfAW )()2/(lg2011ccfAfAW 3dB60dB BB BfQ0 210ccfff 12ccffB 或或 0Ad21ccff 、無(wú)源濾波器：無(wú)源濾波器：由電阻、電容、電感等元件組成的由電阻、電容、電感等元件組成的濾波電路。濾波電路。有源濾波器：有源濾波器：由由 R、L、C 及及運(yùn)放運(yùn)放構(gòu)成的濾波器，構(gòu)成的濾波器，運(yùn)放工作時(shí)要外加電源，所以稱為運(yùn)放工作時(shí)要外加電源，所以稱為有源濾波器有源濾波器濾波器的分類濾波器

21、的分類 低通濾波器低通濾波器 高通濾波器高通濾波器 帶通濾波器帶通濾波器 帶阻濾波器帶阻濾波器 無(wú)源濾波器 有源濾波器 數(shù)字濾波5.4.2 無(wú)源無(wú)源RC濾波器濾波器1. 一階無(wú)源一階無(wú)源RC低通濾波器低通濾波器 11)( ssH )2/(12 cf傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 上截止頻率上截止頻率 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) RC 2. 一階無(wú)源一階無(wú)源RC高通濾波器高通濾波器 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 下截止頻率下截止頻率 1)( sssH )2/(11 cf時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) RC 為改善過渡帶曲線的陡度，可采用多個(gè)為改善過渡帶曲線的陡度，可采用多個(gè)RC環(huán)節(jié)的環(huán)節(jié)的級(jí)聯(lián)。為解決負(fù)載效應(yīng)，可采用運(yùn)算放大器級(jí)聯(lián)。為解決負(fù)載效

22、應(yīng)，可采用運(yùn)算放大器。3. 二階無(wú)源二階無(wú)源RC帶通濾波器帶通濾波器 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 截止頻率截止頻率 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) 1)()()()(3212211 ssssEsEsHio 111CR 222CR 213CR )2/(111 cf)2/(122 cf5.4.3 有源有源RC濾波器濾波器 1. 一階有源一階有源RC濾波器濾波器 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 通帶增益通帶增益 截止頻率截止頻率 RCsKsH 1)(RCfc 212 11RRKf 一階有源一階有源RC低通濾波器（同相輸入）低通濾波器（同相輸入） 傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 通帶增益通帶增益 截止頻率截止頻率 CsRKsHf 1)(CRffc 21

23、2 1RRKf 一階有源一階有源RC低通濾波器（反相輸入）低通濾波器（反相輸入） 2. 二階有源二階有源RC濾波器濾波器 無(wú)限增益多路負(fù)反饋型無(wú)限增益多路負(fù)反饋型 無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源RC濾波器的基本結(jié)構(gòu)濾波器的基本結(jié)構(gòu) 324532121)()(YYYYYYYYYsH 13RRK 21321CCRRn 3211111121RRRCn 無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源RC低通濾波器低通濾波器 無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源RC高通濾波器高通濾波器 31CCK 32211CCRRn 32232121CCRCCC

24、n 無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源無(wú)限增益多路負(fù)反饋型二階有源RC帶通濾波器帶通濾波器 )(21113CCRCRK 2132121CCRRRRRn 121311 CCRQn 壓控電壓源型壓控電壓源型 24315432121)1()()(YYYKYYYYYYYYKsHff 壓控電壓源型二階有源壓控電壓源型二階有源RC濾波器的基本結(jié)構(gòu)濾波器的基本結(jié)構(gòu) RRKf01 RRKKf01 21211CCRRn 22211111121CRKRRCfn 壓控電壓源型二階有源壓控電壓源型二階有源RC低通濾波器低通濾波器 RRKKf01 壓控電壓源型二階有源壓控電壓源型二階有源RC高通濾波器高通濾波器 21211C

25、CRRn 11212111121CRKCCRfn 壓控電壓源型二階有源壓控電壓源型二階有源RC帶通濾波器帶通濾波器 1213121111 RRKRRCCKKff2132121CCRRRRRn 1122313111111 CRKCRCRCRQfn 壓控電壓源型二階有源壓控電壓源型二階有源RC帶阻濾波器帶阻濾波器 RRKKf01 211RRCn 1121212 RRRKCRQfn 5.2 信號(hào)放大電路信號(hào)放大電路 信號(hào)放大電路的基本特點(diǎn)信號(hào)放大電路的基本特點(diǎn) 通用放大電路、測(cè)量放大器、運(yùn)算放大電路、功通用放大電路、測(cè)量放大器、運(yùn)算放大電路、功率放大電路、隔離放大電路、增益調(diào)整電路、線性化率放大電路

26、、隔離放大電路、增益調(diào)整電路、線性化電路等。電路等。 信號(hào)放大電路的種類信號(hào)放大電路的種類 廣泛使用各種集成放大器，其中以集成運(yùn)算放大器廣泛使用各種集成放大器，其中以集成運(yùn)算放大器和專用測(cè)量放大器應(yīng)用最多；和專用測(cè)量放大器應(yīng)用最多；廣泛采用各種負(fù)反饋技術(shù)來(lái)改善放大電路的性能。廣泛采用各種負(fù)反饋技術(shù)來(lái)改善放大電路的性能。5.2.1 通用集成運(yùn)算放大電路通用集成運(yùn)算放大電路1. 理想運(yùn)算放大器與實(shí)際運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器與實(shí)際運(yùn)算放大器 開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)A 失調(diào)電壓失調(diào)電壓 OSVBAii 、偏流偏流 輸入阻抗輸入阻抗 iZ輸出阻抗輸出阻抗 oZ特特 性性理想運(yùn)放理想運(yùn)放實(shí)際運(yùn)放實(shí)際運(yùn)放

27、541010或更高或更高 0 0 0 1mV（25） A1010146 1151010或更高或更高 1012. 運(yùn)算放大器的基本放大電路運(yùn)算放大器的基本放大電路 反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路 反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路 ifoeRRe1 反相比例加法器反相比例加法器 NkikfoeRRe1)(21RRRRN 同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路 ifoeRRe)1(1 同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路 電壓跟隨器電壓跟隨器 求差運(yùn)算電路求差運(yùn)算電路 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路 )/(12kRRRRfp )(12iioeeke 微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路 dtdeRCeio 微分運(yùn)算電路微分運(yùn)

28、算電路 積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路 積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路 tiodteRCe01 對(duì)數(shù)運(yùn)算電路對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 對(duì)數(shù)運(yùn)算電路對(duì)數(shù)運(yùn)算電路 TTVVsVVsDeIeIi )1(ln)ln(isToeRIVe 3. 運(yùn)算放大器構(gòu)成的其他電路運(yùn)算放大器構(gòu)成的其他電路 電壓比較電路電壓比較電路 精密整流電路精密整流電路 )()()/()(0)(341teRRteao)()/()(342teRRteio )()()(21teteteooo 當(dāng)滿足當(dāng)滿足 時(shí)時(shí),電路就能夠輸出非常精確的電路就能夠輸出非常精確的全波整流波形。全波整流波形。 )/(2/3312RRRR 5.2.2 測(cè)量放大器測(cè)量放大器1. 高輸入阻抗放大器高輸入阻抗放大器 用電壓跟隨器做前置用電壓跟隨器做前置輸入緩沖級(jí)輸入緩沖級(jí);使用高阻型集成運(yùn)算使用高阻型集成運(yùn)算放大器放大器;采用由通用運(yùn)算放大采用由通用運(yùn)算放大器組成的自舉式高輸入器組成的自舉式高輸入阻抗放大電路。阻抗放大電路。 自舉式同相交流放大電路自舉式同相交流放大電路 自舉式交流電壓跟隨器自舉式交流電壓跟隨器 自舉組合電路自舉組合電路 2. 高共模抑制比放大器高共模抑制比放大器 三運(yùn)放高共模抑制比放大電路三運(yùn)放高共模抑制比放大電路 3. 電