1、 信號(hào)處理及信號(hào)產(chǎn)生電路,9.1 濾波電路的基本概念與分類,9.2 一階有源濾波電路,9.3 高階有源濾波電路,* 9.4 開關(guān)電容濾波電路,9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件,9.6 RC正弦波振蕩電路,9.7 LC正弦波振蕩電路,*9.8 非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路,.了解,二、濾波電路的分類：,1. 按信號(hào)性質(zhì)分類：,4. 按通帶、阻帶分類:,2. 按所用元件分類：,9.1 濾波電路的基本概念與分類,3. 按階數(shù)分類:,一階，二階 高階,一、濾波的定義：,使有用頻率信號(hào)通過、阻礙無用頻率信號(hào)。,模擬濾波器和數(shù)字濾波器,無源濾波器：,有源濾波器：,由無源元件R、L、C組成。,由無源元件R、C和有源元

2、件集成運(yùn)放組成。,低通濾波器（LPF）；,高通濾波器（HPF）；,帶通濾波器（BPF）；,帶阻濾波器（BEF）；,全通濾波器（APF）；,三、濾波器的幅特性,2、四種典型的幅頻特性,1、濾波器的傳遞函數(shù)為：,四、無源濾波器與有源濾波器的區(qū)別：,3. 由于負(fù)載效應(yīng)，級(jí)聯(lián)能力差；,4. 不能對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大；,5. 幅頻特性不理想，邊沿不陡；,1. 不使用電感件，體積小重量輕；,3. 在運(yùn)放中可加電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使輸入電阻高、輸出電阻低，故只需把幾個(gè)低階濾波電路串起來就可構(gòu)成高階濾波電路，無需考慮級(jí)間影響，級(jí)聯(lián)能力強(qiáng)；,4. 除濾波外，還可放大信號(hào)；,5. 不宜在高電壓大電流情況下使用。,8. 可靠

3、性較好；,6. 使用時(shí)需外接直流電源。,1. 由于使用電感元件，體積大、重量重；,2. 效率低；,6. 可在高電壓、大電流情況下使用；,7. 可靠性較差。,7. 使用時(shí)不需外接直流電源。,2. 由于電源的能量補(bǔ)償，效率高；,5. 幅頻特性較理想，邊沿較陡；,常用于電力系統(tǒng),常用于電子電路,一、一階有源低通濾波器,傳遞函數(shù)中出現(xiàn) 的一次項(xiàng)，故稱為一階濾波器。,vo,vo,C,幅頻特性：,9.2 一階有源濾波器,二、一階有源高通濾波器,vi,vo,C,幅頻特性：,解出：,其中：,以二階有源低通濾波器為例,傳遞函數(shù)中出現(xiàn) 的二次項(xiàng)，故稱為二階濾波器。,9.3 高階有源濾波器,階數(shù)越高，幅頻特性曲線的

4、邊沿越陡，越接近理想濾波器。,9.5 正弦波振蕩電路的振蕩條件,思考：,正弦波振蕩電路的作用？,其特點(diǎn)是什么？,正弦波振蕩電路的作用就是用于產(chǎn)生正弦波的信號(hào)源。,正弦波信號(hào)源具有無輸入信號(hào)，但可輸出不同頻率、幅值的正弦波信號(hào)。,如何實(shí)現(xiàn)？,作用：,特點(diǎn)：,分析：,1、若只有開環(huán)，,則xfF xo,具有選頻的,正,、若引入反饋支路，,3、若使xa=xf ，則滿足xa=xi+xf (xi=0),相當(dāng)于引入了正反饋。,當(dāng)xi0,則xa=0, xo為零點(diǎn)漂移信號(hào)。,則輸出x0可得到進(jìn)一步的放大。,4、若引入選頻電路，可得到所需頻率的輸出信號(hào)x0。,一、正弦波振蕩電路的框圖、振蕩條件、特點(diǎn),2、振蕩條件

5、：,1、組成框圖：,振蕩條件也可以寫成：,振蕩條件,相位條件：,n是整數(shù),設(shè)：,振幅條件：,3、振蕩電路的特點(diǎn)：,(3).振蕩建立時(shí)AF1，振蕩建立完成后（穩(wěn)定振蕩），AF=1,4.正弦波振蕩器的分類, RC正弦波振蕩器, LC正弦波振蕩器, 石英晶體振蕩器,二、正弦振蕩建立的過程：,3、隨著輸出信號(hào)不斷增大，BJT逐漸進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)，增益A自動(dòng)下降，直到滿足AF=1，從而得到穩(wěn)定的輸出信號(hào)，振蕩建立結(jié)束。,.,9.6 RC正弦波電路,RC移相式振蕩電路,RC橋式振蕩電路,雙T網(wǎng)絡(luò)式振蕩電路,分類,一、RC橋式振蕩電路,1、電路組成圖,、分析及振蕩頻率計(jì)算,(1).放大電路：,().反饋支

6、路：,當(dāng)=0=1/RC時(shí),jf=0,Fmax=1/3 (振蕩頻率為0=1/RC或f0=1/2pRC ）,(1).起振條件：,應(yīng)使：,3、RC正弦波電路的穩(wěn)幅措施,AF1,即要求：,Rf2R1,(2).振蕩建立完后，又要求輸出電壓穩(wěn)定，即要求AF=1，,此時(shí)，A=3,為了滿足上述要求，穩(wěn)定輸出電壓幅值，可以采用下面的措施：,.Rf采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。,.在Rf的兩端并聯(lián)二極管。,原理:當(dāng)輸出電壓vo增大時(shí)，流過f的電流增大，溫度上升，f的電阻值下降；當(dāng)下降到Rf=2R1時(shí)，輸出電壓vo自動(dòng)穩(wěn)定。,rD,Rf1,原理:當(dāng)輸出電壓vo增大時(shí)，二極管D的導(dǎo)通深度增強(qiáng)，rD的電阻值下降；當(dāng)下降到R

7、f1= rD/Rf =2R1時(shí)，輸出電壓vo自動(dòng)穩(wěn)定。,二、RC移相式正弦波振蕩電路,1、基礎(chǔ)知識(shí)：,2、判斷RC移相式電路能否振蕩的方法：,（1）、確定基本放大電路及相應(yīng)的相角ja ；,（2）、確定RC反饋支路及相應(yīng)的最大移相jf ；,（3）、若能滿足 ,則該電路能振蕩； 反之，不能振蕩。,例題：試判斷下圖所示的RC移相式電路能否振蕩？,、確定基本放大電路,2、確定RC反饋支路,解：,基本放大電路的相角：,RC反饋支路的最大移相jf,由于RC反饋支路由三級(jí)高通電路組成，,9.7 LC正弦波振蕩電路,一、 LC正弦波振蕩電路的特點(diǎn)及分類：,（4）LC并聯(lián)回路的頻率特性,2. LC振蕩電路的基本

8、形式,類型：變壓器反饋式 、 電感三點(diǎn)式、 電容三點(diǎn)式,（1）變壓器反饋式振蕩電路,滿足相位平衡條件：,（2）三點(diǎn)式LC振蕩電路,把并聯(lián)LC回路中的C或L分成兩個(gè)，則LC回路就有三個(gè)端點(diǎn)。把這三個(gè)端點(diǎn)分別與三極管的三個(gè)極相連，就形成了LC三點(diǎn)式正弦波發(fā)生電路。它們又分為電感三點(diǎn)式和電容三點(diǎn)式兩類。, 電感三點(diǎn)式振蕩電路,優(yōu)點(diǎn)： 易起振(L 間耦合緊)； 易調(diào)節(jié)(C 可調(diào))。 缺點(diǎn) ： 輸出取自電感，對(duì)高次諧波阻抗大， 輸出波形差。, 電容三點(diǎn)式振蕩電路,四、石英晶體振蕩電路,1. 石英晶體的基本特征,（1）結(jié)構(gòu)和符號(hào),（2）壓電效應(yīng),（3）等效電路,Lq 晶體的動(dòng)態(tài)電感 (10-3 102 H)(