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第八章 信号处理电路

第八章 信号处理电路. 8.1 有源 滤波电路 8.2 电压比较器. 8.1 有源滤波电路. 【 滤波电路的功能 】 使指定频段的信号顺利通 过，其它频率的信号被衰减。 【 滤波电路的种类 】 低通滤波器（ LPF ）、高 通滤波器（ HPF ）、带通滤波器（ BPF ）、 带阻滤波器（ BEF ）。. 空载时. 带负载时. 8.1.1 无源滤波与有源滤波. 负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。. 无源滤波及其波形图. 3. 用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻. 有源滤波.

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第八章 信号处理电路

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  1. 第八章信号处理电路 8.1 有源滤波电路 8.2 电压比较器

  2. 8.1 有源滤波电路 【滤波电路的功能】使指定频段的信号顺利通 过，其它频率的信号被衰减。 【滤波电路的种类】低通滤波器（LPF）、高 通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、 带阻滤波器（BEF）。

  3. 空载时 带负载时 8.1.1 无源滤波与有源滤波 负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。 无源滤波及其波形图 3

  4. 用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻 有源滤波 【结论】无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波参数不随负载变化，可放大，不能输出高电压大电流。

  5. 8.1.2 低通有源滤波电路 1．一阶低通有源滤波电路 一阶低通有源滤波及波形

  6. 当f=0时， 输入输出特性： 其中： 通带增益； 当 时 ，此频率为截止频率.

  7. 电压放大倍数绝对值：

  8. 2．二阶低通有源滤波电路 二阶低通有源滤波及波形

  9. 为了计算方便，设C1=C2=C 通带电压放大倍数：

  10. 8.1.3 高通有源滤波电路 高通有源滤波及波形

  11. 一阶有源高通滤波电路的电压放大倍数： 其中：

  12. 【运算电路与有源滤波器的比较】 相同之处： 电路中均引入深度负反馈，因而集成运 放均工作在线性区。 均具有“虚短”和“虚断”的特点，均 可用节点电流法求解电路。

  13. 不同之处： 运算电路研究的是时域问题，有源滤波电路研究的是频域问题；测试时，前者是在输入信号频率不变或直流信号下测量输出电压与输入电压有效值或幅值的关系，后者是在输入电压幅值不变的情况下测量输出电压幅值与输入电压频率的关系。 运算电路用运算关系式描述输出电压与输入电压的关系，有源滤波器用电压放大倍数的幅频特性描述滤波特性。

  14. 8.2电压比较器 【电压比较器的功能】比较电压的大小，广泛用于各种报警电路。 【电压比较器的工作特点】输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况；使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。

  15. 【电压比较器的分类】 （1）单限比较器：只有一个阈值电压 （2）滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。 （3）窗口比较器： 有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。

  16. 8.2.1 简单电压比较器1．单限（过零）电压比较器 过零比较器 电压传输特性 （1）uT＝ 0 （2）uH ＝＋ UM， uL＝－UM （3）uI > 0 时 uO＝－UOM; uI < 0 时 uO＝＋ UOM

  17. 2．输出限幅比较器电路 为适应负载对电压幅值的要求，输出端加限幅电路。 uH＝＋（ UZ1＋ UD2） uL＝－ ( UZ2＋ UD1) 输出限幅过零比较器

  18. 8.2.2 滞回电压比较器

  19. 1. 阈值电压

  20. 2. 工作原理及电压传输特性 设uI＜－UT，则 uN＜ uP， uO＝+UZ。此时uP＝ +UT 增大 uI，直至+UT，再增大， uO才从+UZ跃变为－ UZ 设 uI＞+UT，则 uN＞ uP， uO＝－UZ。此时uP＝－UT 减小 uI，直至－UT，再减小， uO才从－UZ跃变为+UZ

  21. 迟滞比较器电压传输特性

  22. 8.2.3 窗口电压比较器 简单电压比较器和滞回电压比较器的共同特点是：当u1单方向变化时，u0只跳变一次，只能检测一个电平，如果要判断u1是否在两个电平之间，应采用窗口比较器。

  23. 由图可以看出，两个简单电压比较器的阈值分别是UREFL、UREFH，且UREFH＞UREFL，所以当输入电压达到两个阈值时，输出状态发生变化。由图可以看出，两个简单电压比较器的阈值分别是UREFL、UREFH，且UREFH＞UREFL，所以当输入电压达到两个阈值时，输出状态发生变化。 电压传输特性 窗口比较器

  24. 作业：1、2、6、8

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