1、9信號處理和信號發(fā)生電路，9。1濾波電路的基本概念，1?；靖拍?，1濾波器：它是一種電子設(shè)備，可以傳遞有用的頻率信號，同時(shí)抑制或衰減無用的頻率信號。有源濾波器：由有源器件組成的濾波器。1體積小，重量輕，有利于集成。2具有放大和可調(diào)增益。3有利于制作高階濾波電路。4具有高穩(wěn)定性。5但不適用于高頻情況。6、工作時(shí)必須是DC電源。7、不適合高壓或大電流。2有源濾波器特性：分母中S的最高冪稱為濾波器電路的階數(shù)。傳遞函數(shù)定義、幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)、分類、高通濾波(HPF)、低通濾波(LPF)、帶阻濾波(BEF)、帶通濾波(BPF)、全通濾波(APF)、低通濾波、上限頻率、高通濾波、下限頻率、帶通濾波、中心

2、頻率等幅頻特性、幅頻特性曲線，1。低通濾波器電路，2傳遞函數(shù)：幅頻對應(yīng)，1電路：特征角頻率，電壓跟隨器，同相放大器，注意：一階有源濾波器電路在通帶外的衰減速率較慢，與理想情況相差甚遠(yuǎn)。一般用于過濾要求不高的地方。9.2一階有源濾波器電路，2。高通濾波電路，3。帶通濾波器電路，1。電路：由低通和高通串聯(lián)獲得，2幅頻對應(yīng)，低通特征角頻率和高通特征角頻率，要求，4。帶阻濾波器電路，1。電路：低通和高通并聯(lián)，2幅頻對應(yīng)，低通特征角頻率和高通特征角頻率。1壓控電壓源電路(VCVS)，2傳遞函數(shù)，(二階)，通帶增益，特征角頻率，品質(zhì)因數(shù)，注：3-AVF 0，AVF3能使濾波電路穩(wěn)定工作，9.3二階有源濾波

3、電路，用代換法，可以得到傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)：低通濾波電路幅頻響應(yīng)的波特圖，以及低通電路中電容和電阻的交換。2.壓控電壓源高通濾波器電路，1。電路：(濾波電路在AVF3時(shí)工作穩(wěn)定)，由低通和高通串聯(lián)而成，3。壓控電壓源帶通濾波器電路，1。電路：2傳遞函數(shù)，4。雙T帶阻濾波器電路，由雙T選頻網(wǎng)絡(luò)、9.4開關(guān)電容濾波器、9.5正弦波振蕩條件電路、1。振蕩平衡條件即沒有輸入信號和頻率選擇網(wǎng)絡(luò)的正反饋電路。9.5正弦波振蕩電路、正反饋電路的振蕩條件(注意與負(fù)反饋框圖的區(qū)別)，若仍有穩(wěn)定輸出，振蕩條件：振幅平衡條件、相位平衡條件(n為整數(shù))，1。振蕩條件，相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋；振幅條件可以通

4、過調(diào)節(jié)放大電路的放大系數(shù)來實(shí)現(xiàn)。9.5正弦波振蕩電路的振蕩條件，(1)振幅條件，(2)相位條件，基本放大電路，2?；窘M件、反饋網(wǎng)絡(luò)和頻率選擇網(wǎng)絡(luò)(選擇滿足相位平衡條件的頻率。通常與反饋網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。)，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，9.5正弦波振蕩電路的振蕩條件和啟動(dòng)條件，3。啟動(dòng)和穩(wěn)定振幅，#振蕩電路為單端口網(wǎng)絡(luò)，無需輸入信號即可啟動(dòng)振蕩。開始振蕩的信號源在哪里？當(dāng)輸出信號的幅度增加到一定程度時(shí)，應(yīng)限制其繼續(xù)增加，否則波形會(huì)失真。在噪聲中，滿足相位平衡條件的某一頻率0的噪聲信號被放大并成為振蕩電路的輸出信號。穩(wěn)幅的作用是當(dāng)輸出信號的幅度增加到一定程度時(shí)，使幅度平衡狀態(tài)回到9.5正弦波振蕩電路的振蕩狀態(tài)。(1)檢

5、查電路組成；(2)檢查放大電路能否實(shí)現(xiàn)無失真放大；(3)判斷電路是否滿足振蕩相位平衡條件(電路是否構(gòu)成正反饋)；(4)判斷振幅條件是否滿足；(5)估計(jì)振蕩頻率；4.分析方法和步驟：9.6 RC正弦波振蕩器電路，1 .電路組成，2。鋼筋混凝土串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性。振蕩電路的工作原理。穩(wěn)幅措施，橋式正弦波振蕩器(RC串并聯(lián)正弦波振蕩器)，雙T網(wǎng)絡(luò)正弦波振蕩器，移相正弦波振蕩器，正弦波振蕩器電路分類：9.6 RC橋式正弦波振蕩器電路，基本同相放大電路，反饋網(wǎng)絡(luò)(也稱選頻網(wǎng)絡(luò))，1電路，9.6 RC正弦波振蕩電路，反饋系數(shù)，2 . RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，幅頻響應(yīng)，然后，相頻響應(yīng)，9.6RC

6、正弦波振蕩電路， 當(dāng)幅頻響應(yīng)有最大值時(shí)，相頻響應(yīng)，采用瞬時(shí)極性法：電路的正負(fù)輸出頻率：RC正弦波振蕩電路一般用于產(chǎn)生頻率低于1兆赫的正弦波。 1.檢查相位平衡條件，2。振幅平衡條件，要求放大電路電壓增益，3。振蕩電路的工作原理，使用非線性元件，4。振幅穩(wěn)定措施，熱敏元件，熱敏電阻，當(dāng)開始振蕩，即熱敏電阻的作用，9.6 RC正弦波振蕩電路。4.穩(wěn)幅措施，場效應(yīng)晶體管(JFET)，穩(wěn)幅原理，整流器和濾波器，T壓控電阻，9.6 RC正弦波振蕩電路，3。利用二極管非線性(P474)，當(dāng)開始振蕩時(shí)，輸出vo很小，二極管D1和D2被關(guān)斷，振蕩繼續(xù)vo增加D1或D2傳導(dǎo)，振幅穩(wěn)定原理，電路模擬在什么頻率開始

7、振動(dòng)？振蕩頻率f0=？AF=1，A=3，=210=20k，=1592 Hz，起動(dòng)條件：電子琴振蕩電路(理解):可調(diào)，9.7 LC正弦波振蕩電路，9 . 7.1 LC并聯(lián)諧振電路的頻率選擇特性，9.7.2變壓器反饋LC振蕩電路，9.7.7，是諧振頻率，在諧振期間具有最大阻抗和純電阻，9.7 LC正弦波振蕩電路，2。并聯(lián)諧振電路頻率響應(yīng)，9.7 LC正弦波振蕩電路，它由LC并聯(lián)諧振電路組成一個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)，a .如果中點(diǎn)由交流接地，頭端和尾端的相位相反。9.7.3三點(diǎn)液晶振蕩電路，1。三點(diǎn)LC并聯(lián)電路，中間點(diǎn)的瞬時(shí)電位必須在頭電位和尾電位之間。三點(diǎn)的相位關(guān)系。如果頭端或尾端為交流接地，則其他兩端的相位

8、相同。9.7 LC正弦波振蕩電路，2。感應(yīng)三點(diǎn)電路，9.7 LC正弦波振蕩電路，滿足相位條件。振蕩頻率：三極管共發(fā)射極放大器，三點(diǎn)相位關(guān)系，3。電容三點(diǎn)電路，振蕩頻率：9.7 LC正弦波振蕩電路，滿足相位條件。三極管共發(fā)射極放大器，三點(diǎn)相位關(guān)系，互感線圈極性判別，磁棒，初級線圈，次級線圈，同極性端子，C，L，R，U，I，反饋信號通過互感線圈引出，9.7 LC正弦波振蕩電路，例：試判斷下圖所示的三點(diǎn)振蕩，9.7 LC正弦波振蕩電路，Q值越高，頻率選擇特性越好，頻率越穩(wěn)定。9.7.4應(yīng)時(shí)晶體振蕩電路，1。頻率穩(wěn)定性問題，頻率穩(wěn)定性一般是通過頻率偏移來衡量的。振蕩頻率。LC振蕩電路Q百，應(yīng)時(shí)晶體振蕩

9、電路Q 10000 500000，9.7.4應(yīng)時(shí)晶體振蕩電路，結(jié)構(gòu)，板間施加的電場，板間施加的機(jī)械力，壓電效應(yīng)，交流電壓，以及機(jī)械振動(dòng)的固有頻率都與晶片尺寸有關(guān)，具有高壓電諧振，9.7液晶正弦波振蕩電路，應(yīng)時(shí)晶體振蕩電路，等效電路，9.3液晶正弦波振蕩電路，3。應(yīng)時(shí)晶體的等效電路和頻率特性，等效電路：(1)串聯(lián)諧振，頻率特性：晶體的等效阻抗是純阻性的，(2)并聯(lián)諧振，因此，通常在實(shí)際使用中，如果在外部連接一個(gè)小電容cs，就會(huì)獲得新的諧振頻率1。平行石英晶體振蕩器。應(yīng)時(shí)晶體工作在fs和fp之間，這相當(dāng)于一個(gè)大電感。它與C1和C2形成一個(gè)電容三點(diǎn)振蕩器。由于應(yīng)時(shí)晶體的Q值很高，可以達(dá)到幾千，所示電

10、路可以獲得很高的振蕩頻率穩(wěn)定性。在并聯(lián)石英晶體振蕩器中，應(yīng)時(shí)晶體工作在fs，fs是電阻性的，具有最小的阻抗和最強(qiáng)的正反饋。這個(gè)電路是一個(gè)感應(yīng)三點(diǎn)振蕩器。加入應(yīng)時(shí)晶體，利用應(yīng)時(shí)晶體的高Q值提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。9.8非正弦信號發(fā)生電路、9.8.1電壓比較器、9.8.3鋸齒波發(fā)生電路、9.8.2方波發(fā)生電路、9.8.1電壓比較器和9.8非正弦信號發(fā)生電路，它們將模擬電壓信號與參考電壓進(jìn)行比較，并輸出一定的高低電平。由運(yùn)算放大器組成的電路處于非線性狀態(tài)，具有高、低輸出電平，功能：特性：運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)域的條件：電路開環(huán)工作或引入正反饋！9.8.1比較器、9.8非正弦信號發(fā)生電路、工作在非線性

11、區(qū)域的運(yùn)算放大器：電路中的開環(huán)操作或引入正反饋！運(yùn)算放大器工作在非線性狀態(tài)的分析方法：如果U-U-，UO=單位；UO=-單位，如果你-。虛斷路(運(yùn)算放大器輸入端的電流=0)注意：此時(shí)不能使用虛短路！1。單mosfet比較器，9.8.1比較器，特性：虛擬短路不成立，可以使用虛擬斷路，運(yùn)算放大器處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)vi vREF，vo=voH，當(dāng)vi vREF，vo=-vol，9.8非正弦信號發(fā)生電路，mosfet vREF，輸入為正負(fù)對稱正弦波時(shí)，輸出波形如圖所示。1。單mosfet比較器，過零比較器：VREF=0V，當(dāng)輸入為正負(fù)對稱的正弦波時(shí)，輸出為方波。電壓傳輸特性，用電壓調(diào)節(jié)器穩(wěn)定輸出電壓，忽

12、略VD。此外，限幅電路穩(wěn)定輸出電壓。另一種形式的穩(wěn)幅電路：將雙向穩(wěn)壓器連接到負(fù)反饋回路，例如R=R，如圖所示的：電路，穩(wěn)壓器的穩(wěn)定電壓UZ為6V，輸入電壓為如圖所示的三角波，試畫出輸出電壓的波形，并求解：當(dāng)uo=VZ=6V Vi0，uo=VZ=6V，例：顯示該電路，R1=R2=5k，參考電壓VREF=2V，穩(wěn)壓器VZ=5V，輸入電壓為當(dāng)求解：時(shí)，Vi 2V，VO=VZ=5V。2、遲滯比較器，特點(diǎn)：電路采用正反饋，運(yùn)算放大器處于非線性狀態(tài)，9.8非正弦信號發(fā)生電路、例：將輸入設(shè)為正弦波并繪制輸出波形。9.8非正弦信號發(fā)生電路，例：顯示電路的上下mosfet UT為3 V，穩(wěn)壓器的穩(wěn)定電壓UZ為9

13、 V，輸入電壓波形如圖所示。嘗試?yán)L制輸出電壓波形。電壓傳輸特性繪制在解：之前，抗干擾能力強(qiáng)。1。電路結(jié)構(gòu)，9.4.1方波發(fā)生器，下行遲滯。上下限：9.4非正弦信號發(fā)生電路，傳輸特性，2。工作原理：(1)讓uo=UOH，此時(shí)，如果輸出被充電到C，uc，那么：ut有效，一旦uc UT，它將是uN uP，當(dāng)uc UT，uN uP，uo將立即從UOH跳轉(zhuǎn)到UOL。讓uC初始值uC(0 )=0，uo保持uoH不變，9.4非正弦信號發(fā)生電路，此時(shí)，C通過輸出端放電，(2)當(dāng)uo=uoL，uT-_有效，當(dāng)uC達(dá)到uT-，uo跳變，當(dāng)UO返回UOM，電路進(jìn)入另一個(gè)周期變化。9.4非正弦信號發(fā)生電路，周期和頻率

14、的計(jì)算，T2級uc(t)的過渡過程方程為：9.8非正弦信號發(fā)生電路，UC ()=UOM，周期和頻率的計(jì)算：占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路，9.4.3三角波發(fā)生器和鋸齒波發(fā)生器，由施密特觸發(fā)器、積分器、1個(gè)三角波發(fā)生器組成，當(dāng)vN1=vP1時(shí)為vI。周期：T1 t3恒流充電：充電速度：vO1:方波vO:三角波，2鋸齒波發(fā)生器，T1:波形線性變化T2:短時(shí)原理：利用三角波發(fā)生器原理，充放電時(shí)間常數(shù)不同。這可以通過改變充放電路徑和參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。vO1:矩形波vO:鋸齒波，本章概述，1自激振蕩會(huì)使反饋放大器工作不穩(wěn)定，但我們可以利用產(chǎn)生自激振蕩的條件形成正反饋電路來產(chǎn)生正弦波振蕩。正弦波振蕩電路由放大器、反

15、饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。正弦波振蕩電路主要有RC振蕩電路和LC振蕩電路。RC振蕩電路主要用于中低頻場合，LC振蕩電路主要用于高頻場合。應(yīng)時(shí)晶體振蕩器電路是一種特殊類型的液晶振蕩器電路，具有頻率穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。比較器是一種可以比較兩個(gè)模擬量的電路。因?yàn)榧蛇\(yùn)算放大器的開環(huán)電壓增益非常高，所以當(dāng)集成運(yùn)算放大器工作在開環(huán)狀態(tài)時(shí)，它可以用作比較器。此時(shí)，運(yùn)算放大器工作在非線性狀態(tài)，其輸出電壓只有正、負(fù)飽和值，輸入信號的“虛短路”概念不再有效。遲滯比較器因其遲滯特性而廣泛應(yīng)用于信號處理電路中。4在方波、鋸齒波和三角波等非正弦波信號發(fā)生器中，運(yùn)算放大器一般工作在非線性狀態(tài)。該電路由積分器、反饋網(wǎng)絡(luò)

16、和比較器組成，屬于張弛振蕩電路。這種電路也被廣泛使用。9.3.2、9.4.1、9.4.2、9.4.3、9.4.4、9.4.5、9.4.9、9.4.10和8.2電壓比較器，是對輸入信號進(jìn)行幅度判別和比較的電路。本節(jié)主要介紹各種電壓比較器的特性和電壓傳輸特性，并闡述它們的組成特性和分析方法。8.2.1概述，1。電壓比較器的電壓傳輸特性，uo與uI的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性，uo跳變時(shí)的輸入電壓稱為閾值電壓或轉(zhuǎn)折電壓，記為ut，三要素：1 .確定輸出電壓的高低電平UOH和UOL2.找到閾值電壓UT；3.uI通過UT時(shí)uO的跳轉(zhuǎn)方向。第二，理想的集成運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)域，不引入負(fù)反饋(開環(huán)或正反饋)，理想的運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)域。電壓傳輸特性，因?yàn)槠浞糯蟊稊?shù)趨于無窮大，所以輸出電壓只有兩種