1第七章信號(hào)處理電路§7.1有源濾波器

7.1.1濾波器的基本概念

7.1.2一階有源濾波電路

7.1.3二階有源濾波電路

7.1.4狀態(tài)變量濾波器

§7.2模擬乘法器

7.2.1對(duì)數(shù)式模擬乘法器

7.2.2變跨導(dǎo)式模擬乘法器

7.2.3模擬乘法器應(yīng)用舉例2第七章信號(hào)處理電路§7.3鎖相器電路

7.3.1鎖相器的基本概念

7.3.2鎖相器的相位模型與系統(tǒng)分析

7.3.3集成鎖相環(huán)及其應(yīng)用3

濾波器的主要功能是濾除不需要的頻率信號(hào)，保留所需的頻率信號(hào)。簡(jiǎn)言之，是一種對(duì)信號(hào)具有頻率選擇性的電路。廣泛用于對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理、數(shù)據(jù)傳送和干擾抑制等方面?！?.1有源濾波器41.濾波器的分類1).按信號(hào)性質(zhì)分類2).按所用元件分類模擬濾波器和數(shù)字濾波器無(wú)源濾波器和有源濾波器3).按階數(shù)分類:

一階，二階…

高階7.1.1濾波器的基本概念54).按電路功能分類:低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器6傳遞函數(shù)：幅頻特性相頻特性濾波器2.濾波器的傳遞函數(shù)7以一階無(wú)源低通濾波器為例傳遞函數(shù)：RCR令s=jω，則有：81.帶負(fù)載能力差。2.無(wú)放大作用。3.特性不理想，邊沿不陡。截止頻率處：010.707o截止頻率此電路的缺點(diǎn)：9二階濾波器傳遞函數(shù)的一般形式為：

分子上的系數(shù)某一項(xiàng)或兩項(xiàng)為零時(shí)，可分別對(duì)應(yīng)二階高通、低通、帶通或帶阻濾波器的傳遞函數(shù)。二階高通二階低通二階帶通二階帶阻10低通濾波器；高通濾波器；帶通濾波器；帶阻濾波器11圖示二階低通濾波器令則有：12將兩級(jí)一階低通濾波器串接？各級(jí)互相影響！RCRCR133.濾波器的頻率響應(yīng)特性

不同類型的電路的頻率響應(yīng)特性

（高通、低通等）不同。同類也千差萬(wàn)別。14

以低通為例常用的有：最大幅度平坦型（巴特沃茲型）等紋波型（切比雪夫型）最大時(shí)延平坦型（貝塞爾型）（設(shè)計(jì)使濾波器對(duì)通頻帶內(nèi)的不同頻率的分量信號(hào)具有相同的延遲時(shí)間，即使φ與ω成正比）。

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有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)：1.不使用電感元件，體積小重量輕。2.有源濾波電路中可加電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使輸入電阻高、輸出電阻低，輸入輸出之間具有良好的隔離。只需把幾個(gè)低階濾波電路串起來(lái)就可構(gòu)成高階濾波電路，無(wú)需考慮級(jí)間影響。3.除濾波外，還可放大信號(hào)，放大倍數(shù)容易調(diào)節(jié)。16

有源濾波器的缺點(diǎn)：1.不宜用于高頻。2.不宜在高電壓、大電流情況下使用。3.可靠性較差。4.使用時(shí)需外接直流電源。177.1.2一階有源濾波器傳遞函數(shù)中出現(xiàn)

的一次項(xiàng)，故稱為一階濾波器。RR1RFC+-+1.一階有源低通濾波器18幅頻特性：相頻特性：19有放大作用3.運(yùn)放輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)。幅頻特性與一階無(wú)源低通濾波器類似電路的特點(diǎn)：2.=o時(shí)1.=0

時(shí)20如何組成高通濾波器？將低通濾波器中的R、C對(duì)調(diào)，低通濾波器就變成了高通濾波器。RCR1RF+-+低通濾波器R1RF+-+高通濾波器R212.一階有源高通濾波器R1RF+-+高通濾波器R22幅頻特性：0o237.1.3二階有源濾波器

二階有源低通濾波器二階有源高通濾波器二階有源帶通濾波器二階有源帶阻濾波器24解出：其中：RR1RFC+-+CRP1.二階有源低通濾波器傳遞函數(shù)中出現(xiàn)

的二次項(xiàng)，故稱為二階濾波器。2526R1=

時(shí)：Auf=1，Q=1/2

=o時(shí)：RC+-+CRP27RR1RFC+-+RR1RFC+-+由低階有源濾波器構(gòu)成高階有源濾波器例：兩個(gè)一階有源濾波器串接構(gòu)成二階有源濾波器。分析簡(jiǎn)單28一階低通和二階低通幅頻特性曲線的區(qū)別：-3dBAF理想低通一階低通二階低通階數(shù)越高，幅頻特性曲線越接近理想濾波器。0292.二階有源高通濾波器303.二階有源帶通濾波器313.二階有源帶通濾波器由可解得：32例7.1.1設(shè)計(jì)一個(gè)Q=5,f0=1000Hz的帶通濾波器解：可解得：取C=0.01μF,則由取則334.二階有源帶阻濾波器其中：347.1.4狀態(tài)變量濾波器

由單個(gè)運(yùn)放構(gòu)成的二階有源濾波器電路形式簡(jiǎn)單，但性能參數(shù)之間相互關(guān)聯(lián)，不便調(diào)整，對(duì)R、C元件參數(shù)及運(yùn)放增益的變化敏感，性能穩(wěn)定性欠佳，且不易實(shí)現(xiàn)高Q值的電壓傳輸特性（一般Q≤20）。狀態(tài)變量濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)：功能多樣化，通用