模擬電子技術(shù)基礎簡明教程(第三版)第八章

第一節(jié)

有源濾波器濾波電路的作用和分類低通濾波器高通濾波器帶阻濾波器帶通濾波器下頁總目錄下頁一、濾波電路的作用和分類濾波電路的作用實質(zhì)上是“選頻”，即允許某一部分頻率的信號順利通過，而將另一部分頻率的信號濾掉。在無線電通信、自動測量和控制系統(tǒng)中，常常利用濾波電路進行模擬信號的處理，如用于數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等。根據(jù)工作信號的頻率范圍，濾波器主要分為四大類，即低通濾波器(LPF)、高通濾波器(HPF)、帶通濾波器(BPF)和帶阻濾波器(BEF)。上頁首頁20lg|Au|Of低通濾波電路f0通阻阻通f0通通通阻f1f1f2f2Of20lg|Au|Of20lg|Au|Of20lg|Au|(d)帶阻濾波電路(c)帶通濾波電路(b)高通濾波電路阻阻下頁上頁首頁通帶截止頻率。二、低通濾波器

(LPF)令fo

=12πRCAu

=·Ui·Uo·11+

jffo=1+jωRC1=Uo·=R+jωC1jωC1Ui·|Au|

=·1+（

f

/fo

）21下頁上頁RCUi·Uo·無源低通濾波器首頁of-20-40

對數(shù)幅頻特性f020lg|Au|

/dB-20dB/十倍頻3dB20lg|Au|=-20lg1+（

f

/fo

）2f＜＜

fo20lg|Au|≈

0f＞＞fo20lg|Au|≈20lgffo下頁上頁首頁Ui·11+

jffou+=Uo·=1

+RFR1u+（）Au

=·1

+RFR1（）11+

jffoAup

=1

+RFR1（）Aup1+

jffo

=下頁上頁AR1RFR+-C一階低通濾波器Uo·Ui·u+通帶電壓放大倍數(shù)

fo

=12πRC通帶截止頻率首頁f0of對數(shù)幅頻特性20lg|Au|

/dB·-20dB/十倍頻下頁上頁首頁

=Aup1-ffo

+

jffo()2Q1?Ui·Au

=·Uo·1+(3-Aup)jωRC

+(jωRC)2Aup=1+RFR1Aup

=

fo

=12πRCQ

=3-Aup1下頁上頁AR1RFR+-Uo·Ui·CRCUM·二階低通濾波器首頁虛線——

理想特性實線1——

一階濾波電路特性實線2——

二階濾波電路特性(Q

=1)-40dB/十倍頻-20dB/十倍頻0ff020lg/dBAu?

Aup

12-20-400.1110低通濾波器的幅頻特性下頁上頁首頁三、高通濾波器

(HPF)RCUi·Uo·無源高通濾波器fo

=12πRCAu

=·Ui·Uo·11+

jffo=Uo·=R+jωC1Ui·R=11+jωRC1|Au|

=·11+（

fo

/f

）2下頁上頁首頁20dB/十倍頻f03dB0f-20-4020lg|Au|

/dB·對數(shù)幅頻特性20lg|Au|=-20lg1+（

fo

/f

）2下頁上頁首頁四、帶通濾波器

(BPF)Ui·Uo·低通高通off2低通20lg|Au|·通阻f1f2阻帶通濾波器原理示意圖of高通f120lg|Au|·of20lg|Au|·f2

＞f1下頁上頁首頁五、帶阻濾波器

(BEF)Ui·Uo·低通高通of低通20lg|Au|·f2帶阻濾波器原理示意圖f1of高通20lg|Au|·of通通f2f1阻·20lg|Au|·f2

<f1上頁首頁第二節(jié)

電壓比較器過零比較器單限比較器滯回比較器集成電壓比較器雙限比較器下頁總目錄+-Auoui簡單過零比較器傳輸特性uouio+Uopp-Uopp比較器輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時,相應的輸入電壓通常稱為閾值電壓或門限電平。一、過零比較器ui

<0uo

=+Uoppui

>0uo

=-Uopp過零比較器的門限電平等于零。下頁上頁首頁uouio(b)傳輸特性-UZ+UZ利用穩(wěn)壓管限幅的過零比較器下頁上頁+-ARVDZuoui(a)

電路圖+-ARVDZuoui穩(wěn)壓管接在輸出端的過零比較器首頁uitOuotO-UZ+UZuouio-UZ+UZ+-ARVDZuoui下頁上頁首頁uouio傳輸特性-UZ+UZ二、單限比較器UT=ui

=-R2UREFR1u+=u-時對應的輸入電壓就是門限電平UT。uiR1

=-UREFR2-R1R2UREF下頁上頁+-AR1VDZuoui單限比較器R2R′UREF首頁uitOuotO-UZ+UZUT+-AR1VDZuouiR2R′UREF下頁上頁首頁仿真三、滯回比較器u+=RFR2+RFR2R2+RFu0UREF+UT+=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF+UT-=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF-下頁上頁+-ARVDZuouiR1RFR2UREF滯回比較器首頁-UZ+UZUT-UT+uouiO傳輸特性UT+=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF+UT-=RFR2+RFR2R2+RFUZUREF-ΔUT=UT+-UT-ΔUT稱為門限寬度或回差。2R2R2+RFUZ=+-ARVDZuouiR1RFR2UREF下頁上頁首頁uitOuotO-UZ+UZUT-UT+抗干擾能力強uo-UZ+UZUT-UT+ui0下頁上頁+-ARVDZuouiR1RFR2UREF首頁仿真uiuoO四、雙限比較器UREF1>UREF2UTLUTHUTH=UREF1

UTL=UREF2Ui>UREF1VD1導通VD2截止uo=+UOPPUi

＜UREF2VD2導通VD1截止uo=+UOPPU