第七章　信号处理电路.ppt

第七章信号处理电路
有源滤波器
电压比较器
本章重点和考点:
1、有源一阶、二阶低通滤波电路的分析及参数设计
3、集成电压比较器的应用

有源滤波器
滤波电路的作用和分类
作用:选频。
分类:
f0
f
O
通
阻
f
f0
O
通
阻
f1
f
O
通
通
阻
f2
f
O
通
阻
阻
f1
f2
低通滤波器
高通滤波器
带通滤波器
带阻滤波器
图
实际滤波器的幅频特性
低通滤波器的实际幅频特性中,在通带和阻带之间存在着过渡带。
过渡带愈窄,电路的选择性愈好,滤波特性愈理想。
︱Au︱≈︱AuP︱的频率为通带载止频率f0
输出电压与输入电压之比
Aup为通带放大倍数
分析滤波电路,就是求解电路的频率特性,即求解Au (Aup ) 、 f0和过渡带的斜率。
低通滤波器的实际幅频特性
f0
低通滤波器(LPF)
无源低通滤波器:
电压放大倍数为
——通带截止频率
由对数幅频特性知,具有“低通”的特性。
电路缺点:电压放大倍数低,只有1,且带负载能力差。
解决办法:利用集成运放与 RC 电路组成有源滤波器。
图
一阶低通有源滤波器:
电压放大倍数
——通带电压放大倍数
可见:一阶低通有源滤波器与无源低通滤波器的通带截止频率相同;但通带电压放大倍数得到提高。
缺点:一阶低通有源滤波器在 f > f 0 时,滤波特性不理想。对数幅频特性下降速度为-20 dB / 十倍频。
解决办法:采用二阶低通有源滤波器。
图
输入电压经过两级 RC 低通电路,在高频段,对数幅频特性以-40 dB /十倍频的速度下降,使滤波特性比较接近于理想情况。
图
二阶低通有源滤波器(压控电压源型)

-40
-20
-0
1
10
-20dB/十倍频
-40dB/十倍频
一阶、二阶低通有源滤波电路幅频特性的比较:
理想特性
图 低通滤波器的幅频特性
问题:如何进一步改善滤波特性?
高通滤波器(HPF)
其通带截止频率:
无源高通滤波器如下图所示。
图 无源高通滤波器
可见高通滤波电路与低通滤波电路的对数幅频特性互为“镜像”关系。
二阶有源高通滤波器(压控电压源型)
图