电子技术：3.3 有源滤波器

1、3.3 有源滤波器有源滤波器 选频电路：选出有用频率的信号，滤除无用信号选频电路：选出有用频率的信号，滤除无用信号无源滤波器（由无源滤波器（由R、L、C等元件组成）等元件组成）有源滤波器（由运放、有源滤波器（由运放、R、C等元件组成）等元件组成） 理想：理想： 低通低通fofuA高通高通ofuAf带通带通1of2ofuAf带阻带阻1of2ofuAf URCjUCjCjRUUii 1 11RCjURRURUURUiFOFO 1)1(11设设 为某一频率正弦量为某一频率正弦量iu1、有源低通滤波器、有源低通滤波器ouiucuFR1RRC RCo1 令令21)(11oFuRRA )11()1(1oF

2、ujRRA ouiucuFR1RRC )11()1(1RCjRRUUAFiou 0 21 1 001 uuouuoFuAAAARRA uoA21uoAuAo21)(11oFuRRA 称称 为为截止角频率。截止角频率。o 1RRouiuFRCCR为改善滤波效果为改善滤波效果 二阶二阶uAuoA O二阶二阶一阶一阶2、有源高通滤波器、有源高通滤波器 R、C互换互换iu1RRou_+ CFRuAuoAuoA21 0 O3.5电压比较器电压比较器用来比较用来比较 和和 的电路的电路iuRU电压比较器中运放工作于非线性区电压比较器中运放工作于非线性区单门限比较器单门限比较器电压比较器电压比较器滞回比较器

3、滞回比较器RiUu )(satooUu RiUu )(satooUu 开环，非线性区开环，非线性区iuouRU)(satoU )(satoU iuouRU1、单门限比较器、单门限比较器iuou)()( 0 00satooisatooiRUuuUuuU 过零比较器过零比较器当当tiutou)(satoU )(satoU波波形形图图RiUu ZoUu RiUu DoUu iuouRUZUDU DUZUiuou RURRRRiUu DZoUUu RiUu )(ZDoUUu iuou RURRoRiuouRUDZUU )(ZDUU iuouRURDTCCU 限流限流报警报警截止截止导通导通）导通（保护

4、导通（保护截止截止RDTUuUuTDTUuUusatooRisatooRi )()( 例：已知，试画出的波形例：已知，试画出的波形0)0( cu001uu 、iu1R2RV15 01uR0u K50FC 1 )(Vuimst /102011 VuuVuuoioi15015011 ，)(1Vuomst /10201515 )(Vuomst /1020V3ttdtuCRuoo26311103 )15(10105011 iuou RRoRtiutouo(sat)U o(sat)U 2、滞回比较器、滞回比较器iuouR1R2RF正反馈正反馈非线性区，非线性区，)(satooUu iuouR1R2RFu

5、iuoUo(sat)UTH )()(satooTHisatooTHiiUuUuUuUuu，o(sat)oUu THo(sat)F22UURRRu iuouR1R2RFuiuoUo(sat)UTHUTL)()(22)()(satooisatoFsatooUuuURRRuUu 继续继续)(satooTLiiUuUuu ，若若iuouR1R2RFuiuoUo(sat)UTHUTLTLsatoFsatooUURRRuUu )()(22)(uiuoUo(sat)-Uo(sat)UTHUTL正向阈值电压正向阈值电压上限阈值上限阈值反向阈值电压反向阈值电压 下限阈值下限阈值滞回比较器滞回比较器 TLTHUU

6、U 回差电压回差电压iuou R1R2RFREFUTUA TLTHTTREFUUUUUURUURUUo(sat)oo(sat)oFo2iuRZU ou1R2R例：例：VUkRkRZ9,100,5021 3 tiu3VURRRUVURRRUZTLZTH3)(3211211 uiuo9933uiuo99333 tiu39 t0u93.6 运放电路中的负反馈运放电路中的负反馈并并联联电电压压负负反反馈馈iuou1R2R1iFRfiLRdi+FoFofRuRuui 串联电压负反馈串联电压负反馈iuou1R2RFRLR fu du+oFfuRRRu 11串串联联电电流流负负反反馈馈iuoi1RLR du

7、R+fu+同同相相输输入入恒恒流流源源不不变变变变化化oLioiiRRuiuuu ofiRu 反反相相输输入入恒恒流流源源iFFoFoRfFRiuRRRRiRRiuiRuRu /1)/(11iuoi1R2R1iFRfiLRdiRRU+oFfiRRRi 并并联联电电流流负负反反馈馈结论：结论：反馈直接从输出端引出反馈直接从输出端引出电压反馈电压反馈 反馈从反馈从 靠近靠近“地地”端引出端引出电流反馈电流反馈输入信号与反馈信号加在两个输入端上输入信号与反馈信号加在两个输入端上串联反馈串联反馈 输入信号与反馈信号加在同一个输入端上输入信号与反馈信号加在同一个输入端上并联反馈并联反馈LR压串负压串负3

8、Riuou1R2RLR3R4R+流流并并负负4Riuou1R2RLR3R4R+-+R1T+URLRFDZ6、电路如图所示，已知、电路如图所示，已知R1=100k ，C=10 ，ui=1V，运，运算放大器的电源电压为算放大器的电源电压为 10V，当电路接通，当电路接通20秒后，输出秒后，输出电压为电压为( )。(a)20V (b)-20V (c)10V (d)-10V F -R1R1uiuOCRFuO+iLR1R2R3RLuI+-R2RF1RF2R1uouI-+-+uO2uOuIR1R5R4R2R3RuIO32O2uRRu O2545IuRRRu O32545I1)(uRRRRRuu I52543O)(uRRRRRu +R1R1RR2R2RDZuIuO1uO2uOA1A2A3 t V/Iuo10V(1)(1)运算放大器运算放大器 A1，A2，A3各工作在什么区；各工作在什么区；(2)(2)u uI I=10sin=10sinttV V，试画出相应的，试画出相应的uo1o1，uo2o2，uo3o3的波形的波形 1010uI/VuO1tt