信号检测与处理电路.ppt

信号检测与处理电路,第 8 章,8.1 有源滤波电路,8.2 电 压比较器,8. 1 有源滤波电路,8.1.2 有源高通滤波电路,8.1.3 有源带通滤波电路,8.1.1 有源低通滤波电路,滤波电路, 有用频率信号通过，无用频率信号被抑制的电路。,分类：,按处理 方法分,硬件滤波,软件滤波,按所处理 信号分,模拟滤波器,数字滤波器,按构成 器件分,无源滤波器,有源滤波器,引 言,按频率 特性分,低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器,带阻滤波器,理想滤波器的频率特性,低通,高通,带通,带阻,滤波电路的主要参数,1.通带电压放大倍数,2.通带截止频率,3.特征频率,4.通带（阻带）宽度,5.等效品质因数q,8.1.1 有源低通滤波电路(lpflow pass filter), 通带放大倍数,一、一阶 lpf,其中， auf = 1 + rf /r1,fh = 1/2rc, 上限截止频率,归一化 幅频特性,0,-3,二、 二阶 lpf,1. 简单二阶 lpf,通带增益：,auf = 1 + rf/r1,问题：在 f = fh 附近，输出幅度衰减大。,改进思路：在提升 fh 附近的输出幅度。,2. 实用二阶 lpf,q = 1 / (3 - auf),q 等效品质因数,正反馈提升了 f n 附近的 au。,good!,auf = 3 时,q ,电路产生自激振荡,特征频率：,当 q = 0.707 时，fn = fh,例8.1.1 已知 r = 160 k，c = 0.01 f， r1 = 170 k，rf = 100 k，求该滤波器的 截止频率、通带增益及 q 值。,解:,特征频率,q = 1/(3 - auf) = 1/(3 - 1.588) = 0.708,q = 0.707 时， fn = fh,上限截止频率：,fh = 99.5 hz,8.1.2 有源高通滤波电路(hpfhigh pass filter),通带增益：,auf = 1 + rf / r1,q = 1/(3 - auf),auf = 3 时，,q ，,电路产生自激振荡,二阶低通、高通，为防止自激，应使 auf 3。,8.1.3 有源带通滤波电路(bpfband pass filter),构成思路：,f0,fh fl,lpf,bpf,要求 r3 c1 rc,中心频率：,等效品质因素：,q = 1/(3 - auf),通频带：,bw = f0 /q,最大电压增益：,au0 = auf /(3 - auf),= 2r,= c,= r,例8.1.2 已知 r = 7.96 k，c = 0.01 f， r3 = 15.92 k，r1= 24.3 k，rf = 46.2 k 求该电路的中心频率、带宽 bw及通带 最大增益 au0。,解,q = 1/(3 - auf),= 1/(3 - 2.9) = 10,bw = f0 /q,= 2 000 /10 = 200 (hz),au0 = auf /(3 - auf),= 2.9 /(3 - 2.9 ) = 29,8.2 电压比较器,8.2.1单限 电压比较器,8.2.3迟滞比较器,8.2.2窗口比较器,电压比较器(comparer),功能：,类型,基本比较器,简单比较器(单门限),窗口比较器(双门限),迟滞比较器(施密特触发器),比较电压信号(被测试信号与标准信号)大小,8.2.1单限电压比较器,1. 过零电压比较器,（1）电路组成,ui 0,ui 0,uomax,-uomax,uoh,uol,（2）工作原理,（3）转换条件,（4）阈值（门限电压）,（5）电压传输特性,（6）输入端的保护电路 和输出端的限幅电路,2. 同相输入单门限比较器,uz,（1）计算阈值,（2）画出电压传输特性,uz,ui uref,-uz,ui uref,门限 电压 ut,特点:,1)工作在非线性区,2)不存在虚短 (除了ui = uref 时),3)存在虚断,门限电压 ut = uref,举例:,电路组成,计算阈值,画电压传输特性,应用举例,8.2.2窗口比较器,uo,uo1,uo2,设 u1 u2 ，比较器采用单电源,uomax,截止 导通,uz,0,uomax,0,导通 截止,uz,0,0,截止 截止,0,uz,u1,u2, 三极管 值分选电路,3cg,50 100，led 不亮。,分析电路是否满足要求： 100，led 亮，,解,ib = (15 - 0.7 ) /1430,= 0.01 ma,当 50 时，ic 0.5 ma，uc 2.5 v, v2 导通，led 亮,当 100 时，ic 1 ma，uc 5 v v1 导通，led 亮,当 50 100 时，2.5 v uc 5 v， led 不亮,1)电路和门限电压,8.2.3迟滞比较器,1. 反相型迟滞比较器,正反馈,当 ui up 时， uo = -uz,当 ui up 时， uo = +uz,当 ui = up 时， 状态翻转,例：r1 = 30 k，r2 =15 k, uz = 6 v, uref = 0, 求 ut。,2)传输特性,(a)当uref=0时的电压传输特性,特点：,(b)当uref不为0时的传输特性,uo,ut+,ut-,uz,-uz,当 ui 逐渐增大时,只要 ui ut+ ，则 uo = uz,一旦 ui ut+ ，则 uo = -uz,当 ui 逐渐减小时,只要 ui u t- ，则 uo = -uz,一旦 ui ut- ，则 uo = uz,上门限,下门限,u = ut+ - ut-,回差 电压,ui 上升时与上门限比,ui 下降时与下门限比。,【例8-6】：