带通滤波器BPF.ppt

1、9 信号处理与信号产生电路,9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路 *9.4 开关电容滤波器 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC正弦波振荡电路 9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路,补充：电子信息系统框图,电子信息系统,传感器接收器,隔离、滤波、放大,运算、转换、比较,功放,第七章,第八章,复习,1. 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。,2. 滤波电路的种类,低通滤波器（LPF）,通带放大倍数,通带截止频率,下降速率,理想幅频特性 无过渡带,用幅频特性描述滤波特性，要研究 、 ( fP、下

2、降速率)。,复习,高通滤波器（HPF）,带通滤波器（BPF）,带阻滤波器（BEF）,全通滤波器（APF）,3、理想滤波器的幅频特性,阻容耦合,通信电路,抗已知频率的干扰,f-转换,补充：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。 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

3、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。,补充：无源滤波器,无源滤波器（即仅由R、L、C等元件组成而无放大器的滤波器）,补充：理想滤波器,理想滤波器的传递函数： n的阶次即滤波器的阶次，阶次越高，越逼近理想。分子分母都可以分解为若干个二次多项式（和一个一次多项式， n为奇数）之积的形式。所以，只要会设计一阶、二阶滤波器，串联起来就是多阶滤波器。,补充：二阶滤波器的通式,其中Q为品质因数；=1/ Q称为阻尼系数；n为特征角频率，对于带通和带阻滤波器是中心频率； Avp是通带增益。,对于实际频率来说S=j。 对于低通、高通，其通式很容易理解。 对于带通和带阻：Q=0/B,f0,

4、f0,补充：按滤波器性能分类,按滤波性能分类，滤波器又可分为：,补充：按滤波器性能分类,补充：按滤波器性能分类,补充：关于Q与通频带宽度的关系,f0,补充：关于Q与通频带宽度的关系,补充：关于Q与通频带宽度的关系,补充,在实际应用中滤波器的问题分为“分析”与“设计” 分析时，根据电路求出传递函数，归纳为“通式”的形式。与标准“通式”对比，便可知是哪种滤波器（低通？?)；通带增益是多少；特征频率是多少；是哪种性能（巴特沃思？?) 设计时，先选中滤波器电路形式（无限增益多路反馈型？?)，再选电容器参数，然后根据 题目要求的 参数，依其公式便可设计出其它电路参数。,例题分析,例题分析,滤波器设计：1

5、、电容的选取,2、由 取 R3=R4=R 则可由设计要求的fn选取 C ，并求得R； 再由设计要求的Avp求得R1；由设计要求的Q求得R2。由上面的公式可以看出，调整C，可以单独调整fn，对Avp和Q无引响；调整R1可以单独调整 Avp ；调整R2可以单独调整 Q。这是该类滤波器的优点。,作业,证明如图所示电路为带通滤波器。设计这个滤波器，使其中心频率为1KHz，通频带宽度为100Hz，通带内放大倍数为10。要求计算出各个电阻与电容参数。图中运放选用A741是否可行?为什么?,9 信号处理与信号产生电路,9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路 *9

6、.4 开关电容滤波器 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC正弦波振荡电路 9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路,9.5 正弦波振荡电路的振荡条件,正反馈放大电路框图 （注意与负反馈方框图的差别）,1. 振荡条件,若环路增益,则,又,所以振荡条件为,振幅平衡条件,相位平衡条件,起振条件,2. 起振和稳幅,# 振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，起振的信号源来自何处？,电路器件内部噪声以及电源接通扰动,当输出信号幅值增加到一定程度时，就要限制它继续增加，否则波形将出现失真。,噪声中，满足相位平衡条件的某一频率0的噪声信号被放大，成为振荡电路的输出信号。,稳幅的作用

7、就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 回到,9.5 正弦波振荡电路的振荡条件,9.5 正弦波振荡电路的振荡条件,放大电路（包括负反馈放大电路）,3. 振荡电路基本组成部分,反馈网络（构成正反馈的）,选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈网络合二为一。）,稳幅环节,9.5 正弦波振荡电路的振荡条件,9.6 RC正弦波振荡电路,1. 电路组成 2. RC串并联选频网络的选频特性 3. 振荡电路工作原理 4. 稳幅措施 5. 移相式正弦波振荡电路,1. 电路组成,反馈网络兼做选频网络,RC桥式振荡电路,2. RC串并联选频网络的选频特性,反馈系数,幅频响应,又,且令,

8、则,相频响应,2. RC串并联选频网络的选频特性,当,幅频响应有最大值,相频响应,3. 振荡电路工作原理,此时若放大电路的电压增益为,断开环路某一点，用瞬时极性法判断可知，电路满足相位平衡条件：,则振荡电路满足振幅平衡条件,(+),电路可以输出频率为 的正弦波,RC正弦波振荡电路一般用于产生频率低于 1 MHz 的正弦波,4. 稳幅措施,4. 稳幅措施,采用非线性元件,热敏元件,热敏电阻,起振时，,即,热敏电阻的作用,4. 稳幅措施,采用非线性元件,场效应管（JFET）,稳幅原理,整流滤波,T 为压控电阻,4. 稳幅措施,采用非线性元件,二极管,稳幅原理,起振时,讨论,1)是否可用共射放大电路？ 2)是否可用共集放大电路？ 3)是否可用共基放大电路？ 4)是否可用两