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1、9.1 滤波电路的基本概念与分类* 9.3 高阶有源滤波电路 *9.4 开关电容滤波器9.5 正弦波振荡电路的振荡条件9.2 一阶有源滤波电路9.6 RC正弦波振荡电路 9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路1. 基本概念滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。 滤波电路传递函数定义其中 模，幅频响应 相位角，相频响应群时延响应9.1 滤波电路的基本概念与分类9.1 滤波电路的基本概念与分类2. 分类低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）H上限截止频率L下限截止频率o中心频率只
2、让低于H 的信号通过只让高于H 的信号通过1. 一阶低通滤波电路传递函数：9.2 一阶有源滤波电路电路结构：RC低通电路 + 同相比例放大电路故，幅频相应为其中同相比例 放大系数特征角频率9.2 一阶有源滤波电路2. 高通滤波电路一阶有源滤波电路通 带外衰减速率慢（-20dB/十倍频程），与理想情况 相差较远。一般用在对滤 波要求不高的场合。end低通电路中的R和C交换位置便构成高通滤波电路正反馈放大电路框图（注意与负反馈方框图的差别）1. 振荡条件若环路增益则去掉仍有稳定的输出。又所以振荡条件为 振幅平衡条件 相位平衡条件9.5 正弦波振荡电路的振荡条件起振条件# # 振荡电路是单口网络，无
3、需输入信号就能起振，起振的振荡电路是单口网络，无需输入信号就能起振，起振的 信号源来自何处？信号源来自何处？电路器件内部噪声以及电源接通扰动当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真。噪声中，满足相位平衡条件的某一频率0的噪声信号被 放大，成为振荡电路的输出信号。稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 回到2. 起振和稳幅4放大电路（包括负反馈放大电路）4反馈网络（构成正反馈的）4选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率，经常与反馈网络合二为一。）4稳幅环节3. 振荡电路基本组成部分3 3、 起振及稳幅振荡的过程起振及稳幅振荡的过程 起振过
4、程中起振过程中: : 要求要求 |AF|1， 稳定振荡时稳定振荡时: : 要求要求 |AF|=1，从从 A Au uF F 1 1 到到 A Au uF F = = 1 1，就是自激振荡建立的过程。就是自激振荡建立的过程。可使输出电压的幅度不断增大。可使输出电压的幅度不断增大。使输出电压的幅度得以稳定。使输出电压的幅度得以稳定。 起始信号的产生：起始信号的产生：电源接通时，在电路中激起一个微小的扰动电源接通时，在电路中激起一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一系列频率不同的正弦分量。信号，它是个非正弦信号，含有一系列频率不同的正弦分量。讨论讨论 ：1 1、相位条件相位条件意味着振荡电路在
5、意味着振荡电路在频率频率f f0 0下下必须是必须是正反馈正反馈； 正弦波振荡电路只在一个频率正弦波振荡电路只在一个频率( (f f0 0) )下满足下满足相位平衡条件。相位平衡条件。 所以所以正弦波振荡电路正弦波振荡电路必须有一个必须有一个选频网络。选频网络可设在 中或 中。 由由 RCRC元件或元件或 LCLC元件组成元件组成。2 2、 幅度条件幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，必须有足够表明反馈放大器要产生自激振荡，必须有足够 的反馈量的反馈量( (可以通过调整放大倍数可以通过调整放大倍数A A 或反馈系数或反馈系数F F 达到达到) ) 。1. 电路组成2. RC串并联选频网络的选
6、频特性3. 振荡电路工作原理4. 稳幅措施9.6 RC正弦波振荡电路.反馈网络: 由RC串并联电路 构成，反馈网络兼 做选频网络。RC桥式正弦波振荡电路 1. 电路组成.基本放大电路: 由运放组成的同相 比例放大电路构成 。.关于选频的概念2、RC串并联选频网络的选频特性令0=1/RCRC串并联选频网络的频率特性 =0=1/RCRC串并联网络的频率特性曲线改变RC可调节谐振频率。0此时若放大电路的电压增益为用瞬时极性法判断可知，电路满足相位平衡条件则振荡电路满足振幅平衡条件当时，电路可以输出频率为 的正弦波RC正弦波振荡电路一般用于产生频率 低于 1 MHz 的正弦波3. 振荡电路工作原理采用
7、非线性元件 4热敏元件热敏电阻起振时，热敏电阻的作用稳幅4. 稳幅措施问题：Rf应选具有正的温度系数，还是负的？采用非线性元件4. 稳幅措施4场效应管（JFET）稳幅原理稳幅整流滤波T 压控电阻可变电阻区， 斜率随vGS不 同而变化采用非线性元件4二极管稳幅原理稳幅起振时4. 稳幅措施 稳幅环节例例1 1：.试分析D1、D2自动稳幅原理； .估算输出电压V0m；(VD=0.6V) .试画出若R2短路时，输出电压V0的波形； .试画出若R2开路时，输出电压V0的波形；解：解：.稳幅原理当v0幅值很小时， D1、D2 接近开路，R3=2.7K。当v0幅值较大时， D1或D2 导通，R3减小，AV下
8、降。v v0 0 幅值趋与稳定幅值趋与稳定。I.估算输出电压V0m (VD=0.6V).若R2短路时(4). 若R2开路时，输出电压V0的波形当R2短路，则AV0 时， vOmax +VCCvI 0 时， vOmax -VCC（过零比较器）运算放大器工作在非线性状态下-VCCvO+VCC9.8.1 电压比较器9.8.1 电压比较器特点：1. 单门限电压比较器 开环，虚短不成立增益A0大于105当输入为正负对称的正弦波时，输出为方波。电压传输特性-VCCvO+VCC（1）过零比较器9.8.1 电压比较器1. 单门限电压比较器电压传输特性（门限电压为VREF）（2）门限电压不为零的比较器9.8.1
9、 电压比较器1. 单门限电压比较器（2）门限电压不为零的比较器（门限电压为VREF）(a) VREF0时(b) VREF2V时 (c) VREF4V时vI为峰值6V的三角波，设VCC12V，运放为理想器件。 9.8.1 电压比较器（1）电路组成（2）门限电压门限电压上门限电压下门限电压回差电压2. 迟滞比较器(自学)9.8.1 电压比较器2. 迟滞比较器（3）传输特性解：（1）门限电压（3）输出电压波形电路如图所示，试求门限电压，画出传输特性和图c所示输 入信号下的输出电压波形。（2）传输特性例通过上述几种电压比较器的分析，可得出如下结论：（1）用于电压比较器的运放，通常工作在开环或正反馈状态
10、和非线性区，其输出电压只有高电平VOH和低电平VOL两种情况。（2）一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数关系。（3）电压传输特性的关键要素输出电压的高电平VOH和低电平VOL门限电压输出电压的跳变方向令vPvN所求出的vI就是门限电压vI等于门限电压时输出电压发生跳变跳变方向取决于是同相输入方式还是反相输入方式9.8.1 电压比较器3. 集成电压比较器集成电压比较器与集成运算放大器比较：开环增益低、失调电压大、共模抑制比小，灵敏度往往不如用集成运放构成的比较器高。但集成电压比较器中无频率补偿电容，因此转换速率高，改变输出状态的典型响应时间是30200 ns。相同条件下741集成运算
11、放大器的响应时间为30 s左右。9.8.2 方波产生电路1. 电路组成（多谐振荡电路）稳压管双 向限幅9.8.2 方波产生电路2. 工作原理由于迟滞比较器中正反馈的作用，电源接通后瞬间，输出便进入饱和状态。 假设为正向饱和状态3. 占空比可变的方波产生电路9.8.2 方波产生电路9.8.3 锯齿波产生电路end同相输入迟 滞比较器积分电路充放电时间 常数不同本章习题9.1.1；9.1.2；9.2.1；9.8.1（做在本上）9.6.1；9.6.2；9.6.3；9.6.4；9.6.6；9.7.1； 9.7.2；9.7.5；9.7.6（课堂讲解）电路如图题9.6.1所示，试用相位平衡条件判断哪 个电路可能振荡，哪个不能，并简述理由。题9.6.1解： 图题9.2.la所示电路不能振荡。用瞬时（变化）极性法 分析可知，从T1栅极断开，加一“（）”信号，则从 T2射极 输出为“（）”，即 。考虑到 RC串并联网 络 在时， ，因此反馈回T1栅极的信 号为“（）”，即 ，不满足相位平衡条件 。 图题9.2.1b所示电路能振荡。当从运放同相端断开并加一“ （）”信号，则vo为“（十）”，即 。因在时， ，经 RC串并联网络反 馈到同相端的信号也为“（）”，即有 或 360o，满足相位平衡条件。
