信號的運算和處理ppt課件(參考版)
2025-05-05 00:15本頁面
【正文】 。 ? 不同之處 運算電路研究的是時域問題，有源濾波電路研究的是頻域問題；測試時，前者是在輸入信號頻率不變或直流信號下測量輸出電壓與輸入電壓有效值或幅值的關(guān)系，后者是在輸入電壓幅值不變的情況下測量輸出電壓幅值與輸入電壓頻率的關(guān)系。 A0A2A1A0阻帶阻礙陰通帶測評通帶阻礙陰阻帶阻礙陰通帶測評通帶阻礙陰OO?1 ??2 ?AA0O?1 ??2通帶測評阻帶阻礙通帶測評必須滿足 12 ?? ?三、帶阻濾波器 (BEF)： 常用有源帶阻濾波電路圖 三、帶阻濾波器 (BEF)： 常用有源帶阻濾波電路圖 四、全通濾波器 (APF) RCjRCjAu ??????11?1|| ?uA?offa r c t a n2180 ????RCf ?210 ?（ a）圖： 相頻特性 運算電路與有源濾波器的比較 ? 相同之處 電路中均引入深度負(fù)反饋，因而集成運放均工作在線性區(qū)。 二、帶通濾波器 (BPF)： 壓控電壓源二階帶通濾波電路 令 傳遞函數(shù) 2FF)()(31)( s C Rs C RAs C RAsAVV???FF0 3VVAAA ?RC10 ??F31VAQ ??得 20000)(1)(???sQsQsAsA???三、帶阻濾波器 (BEF)： 帶阻濾波器是由低通 RC環(huán)節(jié)和高通RC環(huán)節(jié)并聯(lián)而成的。 反相型二階 LFP 無限增益多路反饋二階 LFP )(1)(22o sVRsCsV M??? ?f2212f21f221f)111(1/RRCCsRRRRRsCRRsAv??????020p1j)(1ffQffAA vv????0)()()()()()(foM2M1M1Mi ??????RsVsVRsVsCsVRsVsV對于節(jié)點 M , 可以列出下列方程 : 1fp RRAv ??f2210 π21RCCf ?2f21f21 )( CRRCRRRQ ∥∥?? ? ? ?? ? ? ? 2ppio)3(1)(s C Rs C RAsAsVsVsAvvv ?????0p20p)j ( 3)(1ffAffAAvvv????多階低通濾波電路： 四階低通濾波器方框圖 將多個低通濾波器串聯(lián)可得高階低通濾波器 三 、 三種類型的有源低通濾波器 ： Q= Q= Q= 其他濾波電路 一、高通濾波器 (1)通帶增益 1fp +1= RRAv(2)傳遞函數(shù) 2pp2)()3(1)(=)(s C Rs C RAAs C RsAvvv ???結(jié)論：當(dāng) 時 ，幅頻特性曲線的斜率 為 +40 dB/dec； 當(dāng) ≥3時 ， 電路自激 。 1C二、 反相輸入 LPF: 一階電路 12RRAup ???? ?CsRRRRSCRsA u21212111//??????01ffjAA upu???? 二階電路： 它是在反相比例積分器的輸入端再加一節(jié) RC低通電路而構(gòu)成 。 32 p ?? vA0ff ?pvA0ff ?pp)0(31vvvQAAAQ ff ??? ??pvA 當(dāng) ≥3時， Q =∞，有源濾波器自激。 圖 二階壓控型 LPF 二階壓控型低通濾波器： 圖 二階壓控型 LPF 的幅頻特性 引入正反饋 (1)二階壓控型 LPF的傳遞函數(shù)： s C RsVsVsVsAsV v?????11)()()()()(M)()(po 上式表明 ， 該濾波器的通帶增益應(yīng)小于 3， 才能保障電路穩(wěn)定工作 。 0f0p ff ? 電容器 C1原來是接地的 ， 現(xiàn)在改接到輸出端 (形成電壓交流正反饋 ） 。 簡單二階低通濾波電路 簡單二階低通濾波電路 （ 1） 通帶增益 當(dāng) f = 0, 或頻率很低時 ，各電容器可視為開路 ， 通帶內(nèi)的增益為 12p 1 RRAv ?? 簡單二階低通濾波電路 （ 2） 傳遞函數(shù)： RsCsVsVsVAsV v2M)()(po11)()()()(?????? ? )()]1(1[)1(1i2121M sVsCRsCRsCRsCsV????∥∥ 通常有 C1=C2=C， 聯(lián)立求解以上三式 ， 可得濾波器的傳遞函數(shù) ? ? ? ?? ? ? ? 2pIO31 s C Rs C RAsVsVsA vv ???? 簡單二階低通濾波電路 ? ? ? ?? ? ? ? 2pIO31 s C Rs C RAsVsVsA vv ???? (3)通帶截止頻率： 020pj3)(1ffffAA vv????RCf /1π2 00 ???將 s換成 jω， 令 ,可得 2j3)(10p20p ???ffff解得 通帶 截止頻率： RCfff π2275300p ????當(dāng) 時，上式分母的模 pff ?二階 LPF的幅頻特性曲線 與理想的二階波特圖相比 ， 在超過 以后 ， 幅頻特性以 40 dB/dec的速率下降 ， 比一階的下降快 。 ? ? ? ?? ? s R CsCRsCsVsVsA u?????1111IO一階低通濾波器的傳遞函數(shù)如下 四、有源濾波電路的傳遞函數(shù)： 傳遞函數(shù)分母中 s 的最高指數(shù)稱為濾波器的 階數(shù) 低通有源濾波器 一 、 同相低通濾波電路： 傳遞函數(shù) 一階低通濾波電路 ? ? ? ?? ? )( )()1(12IOsUsURRsUsUsAIpu ???? ? s R CRRsA u ??? 1 1)1(1201211)1(ffjRRA u???? RCf ?210 ? )1(12RRAup ???特征頻率 RCff p ?210 ?? 通帶截止頻率 一 、 同相低通濾波電路： 低通有源濾波器 一階低通濾波電路 0121
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