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1、集成运放的应用电路：,模拟信号的运算电路（2章）,模拟信号的处理电路,线性整流电路,有源滤波电路,电压比较器,信号的变换、整形电路,模拟信号的产生电路,9 信号处理与信号产生电路,1. 基本概念,（1）滤波器：一种能使有用频率信号顺利通过，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（集成运放）与RC网络组成。,9.1 滤波电路的基本概念与分类,按组成分,无源滤波器：由无源器件R、L、C组成；,有源滤波器的优点：,不用L ，体积小、重量轻； 具有一定的放大作用。 集成运放ri高ro低，有缓冲作用，即能隔离前后级的影响，（减少所加负载对滤波电路的影响）,其中，,对于无源滤波器
2、，负载变化会引起通带增益及截止频率的变化。,有源滤波器缺点：集成运放带宽受到限制，工作频率不能很高。,为了使负载不影响滤波特性，可在无源滤波电路和负载间加一输入电阻高、输出电阻低的电压跟随器。,若要有一定的放大作用，用同相比例放大器代替电压跟随器。,（2）滤波电路的传递函数,其中, 模，幅频响应, 相位角，相频响应,电压传递函数,通常只用幅频响应表示其滤波特性，但在要求信号失真很小的情况，其相位响应也要考虑。,几个滤波电路术语：,通频带（通带）：信号能顺利通过的频率范围。 理想情况：通带增益为常数, 幅频响应具有0db衰减,阻带：受抑制或大为衰减的频率范围。 理想情况：增益A( jw) 0,截
3、止频率：通带与阻带的界限频率。,按通带与阻带的位置不同，滤波电路分为：,2. 分类,低通（LPF）,希望抑制50Hz的干扰信号，应选用哪种类型的滤波电路？,高通（HPF）,带通（BPF）,带阻（BEF）,全通（APF）,放大音频信号，应选用哪种类型的滤波电路？,思考：,如何使实际频响特性更接近理想特性？,9.2 一阶有源滤波电路,1. 低通滤波电路：RC低通电路+电压跟随器或同相比例放大器,传递函数,其中,特征角频率,-20dB/十倍频程 阻带滤波效果不是很好,2. 高通滤波电路,RC高通电路+同相比例放大器,可由低通和高通串联得到,必须满足,3. 带通滤波电路,低通特征角频率,高通特征角频率
4、,4. 带阻滤波电路,可由低通和高通并联得到,必须满足,说明：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，一般用于对滤波要求不高的场合。,9.3 二阶有源滤波电路,简单二阶有源低通滤波电路,由上三式,又,H 0.37 n,令上式分母=,其幅频响应的归一化特性曲线,可引入适当正反馈，增大放大倍数，改善通带特性。, = n时，,其通带特性比一阶电路差 阻带特性优于一阶电路,9.3.1. 二阶有源低通滤波电路,传递函数,令,称为通带增益,称为特征角频率,称为等效品质因数,则,用 代入，可得传递函数的频率响应：,典型形式,归一化的幅频响应波特图,当n时，,当时，,当
5、=n时，,若Q=0.707，则此时,低通电路,归一化的幅频响应,当Q 1时，在=n 附近出现峰值，正反馈太大,选Q =0.707,=3db,在=10n 处，,=40db,可见其通带特性接近一阶有源滤波器， 而阻带衰减与二阶有源滤波器相仿。,在=n 处,9.3.2. 二阶有源高通滤波电路,将低通电路中的电容和电阻对换即可，,传递函数,归一化的幅频响应,分析方法相同。,这里,典型形式,归一化的幅频响应波特图,与二阶有源低通滤波电路的幅频响应镜像对称（以 = n为对称轴）,=3db, = n时，取Q=0.707, n时，斜率为40dB/十倍频程, n时，,=0db,9.3.3.二阶有源带通滤波电路,
6、R、C低通和2R、C高通串联， R引回适量正反馈，用于改善通带特性。,传递函数推导方法同上：,得,同相比例放大器的电压增益,式中，,特征角频率,或,通带最大增益,中心角频率,此时,对应两个 截止角频率,由此求出,显然，Q越大，通带越窄 选频特性越好,得二根,（1）双T选频网络的带阻特性,定性分析：,很高时，C可视为短路，vi经C传递到输出端；（输入、输出之间呈现低阻抗）, 很低时，C可视为开路，vi经R传递到输出端；（输入、输出之间呈现低阻抗）,9.3.4. 二阶有源带阻滤波电路,显然，在中间的某个频率范围内，双T网络呈现高阻抗，衰减很大具有带阻特性！,（2）双T带阻滤波电路,式中,（中心角频率）,令,Q不同，得不同的幅频相应,令,得二根,若AVF2，,则Q ,即：AVF越接近2，选频作用越强。,阻带宽度,作业： 9.3.4、 9.3.5、 9.3.9（定性画出幅频响应曲线）,分别推导出图所示各电路的传递函数，并说明它们属于哪种类型的滤波电路。,
