模电四川大学川大PPT学习教案.pptx
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1、会计学 1模电四川大学(s chun d xu)川大第一页,共72页。9.1 滤波电路(dinl)的基本概念与分类1.基本概念滤波器:是一种能使有用频率(pnl)信号通过而同时抑制或衰减无用频率(pnl)信号的电子装置。例如,有一个较低频率(pnl)的信号,其中包含一些较高频率(pnl)成分的干扰。经滤波电路后,则可滤掉高频成分。第1页/共72页第二页,共72页。有源滤波器:由有源器件(qjin)构成的滤波器。滤波(lb)电路传递函数定义时,有其中(qzhng)模,幅频响应 相位角,相频响应群时延响应第2页/共72页第三页,共72页。2.分类(fn li)低通(LPF)高通(HPF)带通(BP
2、F)带阻(BEF)全通(APF)end第3页/共72页第四页,共72页。1.低通滤波电路(dinl)传递函数其中(qzhng)特 征(tzhng)角频率故,幅频相应为同相比例放大系数9.2 一阶有源滤波电路第4页/共72页第五页,共72页。2.高通滤波电路(dinl)一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢(-20dB/十倍频程),与理想情况相差较远。一般(ybn)用在对滤波要求不高的场合。end 低通电路中的R和C交换(jiohun)位置便构成高通滤波电路第5页/共72页第六页,共72页。9.3 高阶有源滤波(lb)电路有源高通滤波电路(dinl)有源带通滤波电路(dinl)二阶有源带阻滤波电路有源
3、低通滤波电路第6页/共72页第七页,共72页。有源低通滤波电路(dinl)1.二阶有源低通滤波电路(dinl)2.传递函数对于滤波电路,有得滤波(lb)电路传递函数(二阶)(同相比例)第7页/共72页第八页,共72页。令称 为(chn wi)通带增益称为(chn wi)特征角频率称为(chn wi)等效品质因数则滤波电路才能稳定工作。注意:第8页/共72页第九页,共72页。用 代入,可得传递函数的频率响应:归一化的幅频响应(xingyng)相频响应(xingyng)第9页/共72页第十页,共72页。3.幅 频 响 应(xingyng)归一化的幅频响应(xingyng)曲线Q=0.707时幅频响
4、应(xingyng)较平坦第10页/共72页第十一页,共72页。4.n阶巴特沃斯传递函数传递函数为式中n为阶滤波电路阶数,c为3dB截止(jizh)角频率,A0为通带电压增益。第11页/共72页第十二页,共72页。有源高通滤波电路(dinl)1.二阶高通滤波电路(dinl)将低通电路中的电容和电阻对换(du hun),便成为高通电路。传递函数归一化的幅频响应第12页/共72页第十三页,共72页。2.巴特沃斯传递函数及其归一化幅频响应(xingyng)归一化幅频响应(xingyng)第13页/共72页第十四页,共72页。有源带通滤波电路(dinl)1.电路(dinl)组成原理可 由 低 通 和
5、高 通 串 联(chunlin)得到必须满足低通截止角频率高通截止角频率第14页/共72页第十五页,共72页。2.例第15页/共72页第十六页,共72页。3.二 阶 有 源 带 通 滤 波 电 路(dinl)令传 递 函数得第16页/共72页第十七页,共72页。二阶有源带阻滤波(lb)电路可 由 低 通 和 高 通 并 联(bnglin)得到必须满足第17页/共72页第十八页,共72页。双 T选 频 网 络(wnglu)二阶有源带阻滤波(lb)电路第18页/共72页第十九页,共72页。双T带阻滤波(lb)电路第19页/共72页第二十页,共72页。阻滤波(lb)电路的幅频特性 end第20页/共
6、72页第二十一页,共72页。要想获得(hud)好的滤波特性,一般需要较高的阶数。滤波器的设计计算十分麻烦,需要时可借助于工程计算曲线和有关计算机辅助设计软件。第21页/共72页第二十二页,共72页。*9.4 开关(kigun)电容滤波器不 作 要 求(yoqi)end第22页/共72页第二十三页,共72页。9.5 正弦波振荡电路(zhn dn din l)的振荡条件 正弦波发生电路能产生正弦波输出,正弦波发生电路能产生正弦波输出,它是在放大 它是在放大(fngd)(fngd)电路的基础上加上正 电路的基础上加上正反馈而形成的,它是各类波形发生器和信 反馈而形成的,它是各类波形发生器和信号源的核
7、心电路。正弦波发生电路也称为 号源的核心电路。正弦波发生电路也称为正弦波振荡电路或正弦波振荡器。正弦波振荡电路或正弦波振荡器。第23页/共72页第二十四页,共72页。1.振荡电路基本(jbn)组成部分 为了产生正弦波,必须在放大电路里加入正反馈,为了产生正弦波,必须在放大电路里加入正反馈,因此放大电路和正反馈网络 因此放大电路和正反馈网络(wnglu)(wnglu)是振荡电路的最 是振荡电路的最主要部分。但是,这样两部分构成的振荡器一般得不 主要部分。但是,这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波,这是由于很难控制正反馈的量。到正弦波,这是由于很难控制正反馈的量。如果正反馈量大,则增幅,输出幅度
8、(fd)越来越大,最后由三极管的非线性限幅,这必然产生非线性失真。反之,如果正反馈量不足,则减幅,可能停振,为此振荡电路要有一个稳幅电路。第24页/共72页第二十五页,共72页。为了获得单一频率的正弦波输出,应该有选频网络(wnglu),选频网络(wnglu)往往和正反馈网络(wnglu)或放大电路合而为一。选频网络(wnglu)由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络(wnglu)来命名。正弦波发生电路的组成 4放大(fngd)电路(包括负反馈放大(fngd)电路)4反馈(fnku)网络(构成正反馈(fnku)的)4选频网络(选择满足相位平衡条件的一个频率。4经常与
9、反馈网络合二为一。)4稳幅环节第25页/共72页第二十六页,共72页。正反馈放大(fngd)电路框图(注意与负反馈方框图的差别)2.振荡(zhndng)条件若环路(hun l)增益则去掉 仍有稳定的输出。又所以振荡条件为振幅平衡条件相位平衡条件第26页/共72页第二十七页,共72页。起振条件(tiojin)3.起振和稳幅#振荡电路是单口网络,无需输入信号就能起振,起振的信号源来自 振荡电路是单口网络,无需输入信号就能起振,起振的信号源来自(li z)(li z)何处?何处?电路(dinl)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
10、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 回到第27页/共72页第二十八页,共72页。9.6 RC正弦波振荡电路(zhn dn din l)1.电路(dinl)组成2.RC串并联选频网络(wnglu)的选频特性3.振荡电路工作原理4.稳幅措施第28页/共72页第二十九页,共72页。1.电路(dinl)组成反 馈(fnku)网络兼做选频网络RC桥式振荡电路(zhn dn din l)第29页/共72页第三十页,共72页。反 馈(fnku)系数2.RC串并联选频网络(wnglu)的选频特性幅频响应(
11、xingyng)又且令则相频响应第30页/共72页第三十一页,共72页。当幅频响应(xingyng)有最大值相频响应(xingyng)第31页/共72页第三十二页,共72页。3.振荡电路工作(gngzu)原理此时(c sh)若放大电路的电压增益为 用瞬时极性法判断(pndun)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当时,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 的正弦波第32页/共72页第三十三页,共72页。采用(ciyng)非线性元件4.稳幅措施(cush)4热 敏 元 件(yunjin)热敏电阻起振时,即热敏电阻的作用稳幅第33页/共72
12、页第三十四页,共72页。采 用(ciyng)非线性元件4场效应管(JFET)稳 幅 原 理(yunl)稳幅整流滤波T 压控电阻(dinz)可变电阻区,斜率随 v GS 不同而变化第34页/共72页第三十五页,共72页。end采用(ciyng)非线性元件4二极管稳 幅 原 理(yunl)稳幅起振时稳幅环节第35页/共72页第三十六页,共72页。9.7 LC正弦波振荡电路(zhn dn din l)变压器反馈(fnku)式LC振荡电路三点式LC振荡电路(zhn dn din l)石英晶体振荡电路LC选频放大电路第36页/共72页第三十七页,共72页。LC正弦波振荡电路(dinl)的构成与RC正弦波
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