信號處理與信號產(chǎn)生電路.ppt

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1、9.1濾波電路的基本概念與分類1.基本概念濾波器：是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制或衰減無用頻率信號的電子裝置。有源濾波器：由有源器件和R、C元件構(gòu)成的濾波器。濾波電路傳遞函數(shù)定義：其中：——模，幅頻響應(yīng)——相位角，相頻響應(yīng)9.1濾波電路的基本概念與分類2.分類高通（HPF）低通（LPF）帶阻（BEF）帶通（BPF）9.2一階有源濾波電路傳遞函數(shù)：故，幅頻相應(yīng)為：其中：特征角頻率同相比例放大系數(shù)1.低通濾波電路9.2一階有源濾波電路一階有源濾波電路通帶外衰減速率慢（-20dB/十倍頻程），與理想情況相差較遠。一般用在對濾波要求不高的場

2、合。2.高通濾波電路低通電路中的R和C交換位置便構(gòu)成高通濾波電路。9.3高階有源濾波電路9.3.2有源高通濾波電路9.3.3有源帶通濾波電路9.3.4二階有源帶阻濾波電路9.3.1有源低通濾波電路9.3.1有源低通濾波電路2.傳遞函數(shù)對于濾波電路，有：得濾波電路傳遞函數(shù)（二階）（同相比例）1.二階有源低通濾波電路2.傳遞函數(shù)令稱為通帶增益稱為特征角頻率稱為等效品質(zhì)因數(shù)則濾波電路才能穩(wěn)定工作。注意：2.傳遞函數(shù)用代入，可得傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)：歸一化的幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)3.幅頻響應(yīng)歸一化的幅頻響應(yīng)曲線4.n階巴特沃斯傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)為式中n為階

3、濾波電路階數(shù)，?c為3dB載止角頻率，A0為通帶電壓增益。9.3.2有源高通濾波電路1.二階高通濾波電路將低通電路中的電容和電阻對換，便成為高通電路。傳遞函數(shù)歸一化的幅頻響應(yīng)2.巴特沃斯傳遞函數(shù)及其歸一化幅頻響應(yīng)歸一化幅頻響應(yīng)9.3.3有源帶通濾波電路1.電路組成原理可由低通和高通串聯(lián)得到必須滿足低通截止角頻率高通截止角頻率2.例9.3.29.3.3有源帶通濾波電路3.二階有源帶通濾波電路令傳遞函數(shù)得9.3.4二階有源帶阻濾波電路可由低通和高通并聯(lián)得到必須滿足雙T選頻網(wǎng)絡(luò)9.3.4二階有源帶阻濾波電路雙T帶阻濾波電路9.3.4二階有源帶阻

4、濾波電路阻濾波電路的幅頻特性9.3.4二階有源帶阻濾波電路*9.4開關(guān)電容濾波器不作要求9.5正弦波振蕩電路的振蕩條件正反饋放大電路框圖（注意與負反饋方框圖的差別）1.振蕩條件若環(huán)路增益則去掉仍有穩(wěn)定的輸出。又所以振蕩條件為振幅平衡條件相位平衡條件起振條件2.起振和穩(wěn)幅#振蕩電路是單口網(wǎng)絡(luò)，無須輸入信號就能起振，起振的信號源來自何處？電路器件內(nèi)部噪聲以及電源接通擾動當輸出信號幅值增加到一定程度時，就要限制它繼續(xù)增加，否則波形將出現(xiàn)失真。噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率?0的噪聲信號被放大，成為振蕩電路的輸出信號。穩(wěn)幅的作用就是，當輸出信

5、號幅值增加到一定程度時，使振幅平衡條件從回到放大電路（包括負反饋放大電路）3.振蕩電路基本組成部分反饋網(wǎng)絡(luò)（構(gòu)成正反饋的）選頻網(wǎng)絡(luò)（選擇滿足相位平衡條件的一個頻率。經(jīng)常與反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一。）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)9.6RC正弦波振蕩電路1.電路組成2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性3.振蕩電路工作原理4.穩(wěn)幅措施1.電路組成反饋網(wǎng)絡(luò)兼做選頻網(wǎng)絡(luò)RC橋式振蕩電路反饋系數(shù)2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性幅頻響應(yīng)又且令則相頻響應(yīng)2.RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性當幅頻響應(yīng)有最大值相頻響應(yīng)3.振蕩電路工作原理此時若放大電路的電壓增益為用瞬時極性法判斷可知，電路滿足

6、相位平衡條件則振蕩電路滿足振幅平衡條件當時，電路可以輸出頻率為的正弦波RC正弦波振蕩電路一般用于產(chǎn)生頻率低于1MHz的正弦波采用非線性元件4.穩(wěn)幅措施熱敏元件熱敏電阻起振時，即熱敏電阻的作用穩(wěn)幅采用非線性元件4.穩(wěn)幅措施場效應(yīng)管（JFET）穩(wěn)幅原理穩(wěn)幅整流濾波T壓控電阻可變電阻區(qū)，斜率隨vGS不同而變化采用非線性元件二極管穩(wěn)幅原理穩(wěn)幅起振時4.穩(wěn)幅措施穩(wěn)幅環(huán)節(jié)9.7LC正弦波振蕩電路9.7.2變壓器反饋式LC振蕩電路9.7.3三點式LC振蕩電路9.7.4石英晶體振蕩電路9.7.1LC選頻放大電路9.7.1LC選頻放大電路等效損耗電阻一般有

7、則當時，電路諧振。為諧振頻率諧振時阻抗最大，且為純阻性其中為品質(zhì)因數(shù)同時有即1.并聯(lián)諧振回路9.7.1LC選頻放大電路阻抗頻率響應(yīng)（a）幅頻響應(yīng)（b）相頻響應(yīng)9.7.1LC選頻放大電路2.選頻放大電路9.7.2變壓器反饋式LC振蕩電路雖然波形出現(xiàn)了失真，但由于LC諧振電路的Q值很高，選頻特性好，所以仍能選出?0的正弦波信號。1.電路結(jié)構(gòu)2.相位平衡條件3.幅值平衡條件4.穩(wěn)幅5.選頻通過選擇高增益的場效應(yīng)管和調(diào)整變壓器的匝數(shù)比，可以滿足使電路可以起振。BJT進入非線性區(qū)，波形出現(xiàn)失真，從而幅值不再增加，達到穩(wěn)幅目的。（定性分析）9.7.3

8、三點式LC振蕩電路仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)A.若中間點交流接地，則首端與尾端相位相反。1.三點式LC并聯(lián)電路中間端的瞬時電位一定在首、尾端電位之間。三點的相位關(guān)系B.若首端或尾端交流