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1、一.一阶RC有源滤波器,二.二阶RC有源滤波器,2.正馈型有限增益放大器的有源二阶低通滤波电路,3.无限增益放大器的多环负馈型二阶带通滤波电路,4.二阶带阻滤波器,.全通和带通相加器组成的带阻滤波器,三.一阶全通（移相）滤波器,四.基于双积分环的二阶有源滤波器（状态变量滤波器）,RC有源滤波器小结,.双T网络组成的带阻滤波器,1.二阶RC滤波器的组成结构,一.由LC谐振回路构成的带通和带阻滤波器,2.4.6 模拟电感实现的滤波电路,其中,可见，第一个电路具有带通特性。,其中,可见，该电路具有带阻特性。,取,摸拟无耗等效电感,二.模拟电感。,1.无耗接地电感,由模拟电感构成的带通滤波器,其中,可
2、见，该电路等效一有耗电感。,1.有耗接地电感。,由模拟电感构成的带阻滤波器,选择,即可实现由模拟电感构成的二阶带阻滤波器,在 处,第3章 电压比较器、驰张振荡器 及模拟开关,3.1 电压比较器,3.2 驰张振荡器,3.3 模拟开关,电压比较器的功能是对两个输入电压的大小进行比较，并根据比较结果输出高、低两个电平。,3.1 电压比较器,电压比较器有专用的集成芯片可供使用，也可用集成运放组成，这里只讨论后者。由于比较器输出只有两个状态，因此，用作比较器的运放将工作在开环或正反馈的非线性状态。,比较器在信号变换、检测和波形产生电路中有广泛应用。,此外由于高电平相当于逻辑“1”，低电平相当逻辑“0”，
3、所以比较器可作为摸拟与数字电路之间的接口电路。,电压比较器的基本特性,1.输出 高电平(UoH)和低电平(UoL)用运放构成的比较器，其输出的高电平UoH和低电平UoL可分别接近于正电源电压(UCC)和负电源电压(-UCC)。,电压比较器的电路符号,理想的电压比较器，在高、低电平转换的门限UT处具有阶跃的传输特性。,实际运放的Aud不为无穷大。在UT附近存在着一个比较的不灵敏区。在该区域内输出既非UoH，也非UoL，故无法对输入电平大小进行判别。,2.鉴别灵敏度,这就要求运放：,显然，Aud越大，则这个不灵敏区就越小，称比较器的鉴别灵敏度越高。,3.转换速度 作为比较器的另一个重要特性就是转换
4、速度，即比较器输出状态发生转换所需要的时间。,通常要求转换时间尽可能短，以便实现高速比较。为此可对比较器施加正反馈，以提高转换速度。,非线性应用的条件：运放开环或施加正反馈。,理想集成运放非线性应用时的特点,非线性应用特点：,此时，两输入端“虚短路”的概念不再适用。,一.反相电压比较器 电路如图所示，输入信号ui加在反相端，参考电压ur 加在同相端。,3.3.1 简单电压比较器,ui ur，uo=UOL,当该电路的参考电压为零时，则为反相过零比较器。,0,2.同相电压比较器,ui ur，uo=UOH,当参考电压为零时，则为同相过零比较器。,电路如图所示，输入 信号ui加在同相端，参考 电压ur
5、 加在反相端。,0,例1.若 ui=5sint V ur=2V,UCC=12V。试画出反相和同相比较器的输出波形。,反相比较器,同相比较器,例2.将不规则的输入波形整形成规则的矩形波。,例3.若ur为三角波，而ui为缓变信号，实现脉宽调制。,反相比较器,反相过零比较器,简单比较器应用中存在的问题,.输出电压转换时间受运放的限制，使高频脉冲的边缘不够陡峭；,.抗干扰能力差。在比较门限处，输出将产生多次跳变。,3.3.2.迟滞比较器双稳态触发器,为了解决以上两个问题，在比较器中引入正反馈，构成所谓“迟滞比较器”。这种比较器具有很强的抗干扰能力，同时由于正反馈加速了状态转换，从而改善了输出波形的边缘
6、。,一.反相迟滞比较器,反相迟滞比较器电路如图所示。R1和R2将输出电压uo反馈到运放的同相端，构成正反馈。为简单计，R1端所接的参考电平为地电位。,下面来分析该电路的传输特性,当输出一旦变为低电平，则同相端也同时跳变为,当ui由负逐渐增大到ui=U+时，输出将由高电平跳变为低电平。对于反相电路uo从高跳到低所对应的ui电压称为上门限电压，记为UTH。可见，UTH=U+,由于，因而 ui 以后，uo将维持在低电平。,反之，ui由大逐渐变小时，由于同相端电位变为,因而ui必须小到 时，输出才由低电平跳变为高电平。此时的输入电压称为下门限电压，记为UTL。UTL=,对应的传输特性曲线如图所示。,电
7、压的传输特性,由于其传输特性很像磁性材料的磁滞回线，所以称之为迟滞比较器或滞回比较器。,迟滞比较器的上、下门限电压之差称之为回差，用U表示，即,回差U的大小，将决定比较器的抗干扰能力，U越大，则抗干扰能力越强。但同时使比较器的鉴别灵敏度降低。因为输入电压ui的峰峰值必须大于回差，否则，输出电平不可能转换。,例4.若 ui=5sint V，R1=10k，R2=50k，UCC=12V。试画出反相迟滞比较器的输出波形。,解,有干扰下的迟滞比较器输出波形,二.同相迟滞比较器,电路如图所示，当ui很负使u+u=0 时，uo为低电平UoL。,此时，同相端电位u+为,当ui由负增大到使U+=0时，输出将由低
8、电平跳变为高电平。此时的ui即为上门限电压UTH。,输出一旦变为高电平，则同相端也同时跳变为,UTH,=0,由上式解得,反之，ui由正减小到使 时，输出将由高电平跳变为低电平。此时的ui即为下门限电压UTL。,对应的传输特性如图所示。,UTL,=0,由上式解得,作业：p95 3-1，3-2，,3-3 若 ui=6sint v，ur=5v，R1=20k，R2=50k，UCC=12V。试画出传输特性，并画出输出电压波形。,一.简单电压比较器,二.迟滞比较器双稳态触发器,振荡器（又称波形产生器）是一种没有输入信号，在加电之后能自动产生一定形状、一定幅度和一定频率波形的电路。根据产生波形的形状不同，振
9、荡器可分为,后者主要产生方波、三角波和锯齿波等非正弦波。张弛振荡电路的类型非常多，本节只讨论用集成运放构成的张弛振荡电路。,75 张弛振荡器,一.方波振荡器,方波振荡器是由运放构成反相迟滞比较器，再加一条RC充放电支路构成，如图示。其上、下门限分别为：,1.振荡器原理 加电后若uo=UoH，UoH通过R向C充电，ui增大，达到UTH时，uo跳变为低电平。,uo=UoL后，C反向充电，ui减小，降到UTL时，uo又跳变为高电平,此后重复以上过程，周而复始产生振荡。,+,+,振荡器电路中电容器端和输出的电压波形,下面来计算振荡频率f0,首先计算周期T。T=T1+T2，T1=T2，T=2T1。根据三
10、要素法：,则振荡频率,其中,可见，只要调节电位器动臂的位置，使充、放电时常数不等，则占空比可调。但振荡周期（频率）保持不变。,为了表征方波高、低电平的对称性，引入参数占空比D，D定义为高电平时间T1与周期T的比值，即,显然，上述电路由于T1=T2，T=2T1，所以D=0.5,如果要求占空比可调:,如动臂向上移动时：,T1T2，D0.5,二.三角波-方波振荡器,电路组成原理,反相比较器构成的电路,ui,2.同相比较器电路构成的电路,3.振荡频率f0,在T2时间内，uC的变化量,三.锯齿波产生器,图760 占空比可调的弛张振荡器,四.压控张弛振荡器,放大器,为保证振荡的相位关系，uo1=UoH时，
11、Au=1，而uo1=UoL时，Au=+1。,uo1输出的调频方波波形,76 模拟开关,模拟开关是电子系统中常用的基本单元电路，用来控制信号的通断。,一个理想的模拟开关，应接通时相当于短路，关断时相当于开路，工作速度要快，各开关间的隔离度要好。模拟开关可由双极型晶体管构成，也可以用MOS场效应管构成,CMOS模拟开关具有电路简单、功耗小、导通电阻小、关断电阻大等优点，因而得到广泛应用。,一.CMOS传输门,二.CMOS模拟开关电路,CC4046四双向模拟开关,1.增益控制,三.MOS模拟开关的应用举例,2.脉冲调制电路,3.模拟开关用于多路信号数据采集,77 集成运算放大器选择指南,本章已经介绍
12、了集成运算放大器在线性和非线性方面的应用。为便于说明电路的工作原理和电路性能指标的计算，分析中我们都假设运放具有理想的特性。但这并不意味着在实际中可以不加选择地随便拿一个运放即可使用，而不去关心运放的具体性能指标。实际上，器件的许多非理想因素会影响电路的性能，所以，我们必须根据电路和信号的需要来精心地选择器件的型号。,有关运放非理想特性带来运算误差的定量分析，请读者参考本书附录C，在此仅介绍一般的选择原则。,(1).如果没有特殊要求，选用通用型运算放大器(如LM741、LM324等)。,(2).如系统要求精密，温漂小，噪声干扰低，则选择高精度、低漂移、低噪声的集成运放。,(3).如系统要求运放
13、输入阻抗高，输入偏流小，则选择高输入阻抗运算放大器。,(4).若系统对功耗有严格要求，则选择低功耗运放。,(5).若系统工作频率高，则选择宽带、高速集成运放或比较器。,例1.三个运算放大器分别构成三个电路，如图所示，表72给出了三个运算放大器的主要参数，请针对三个电路分别选择合适的器件型号。,表72三个运算放大器的主要参数,F3140,F318,F007,例2.电压比较器LM311构成的整形电路如图示。LM311电平转换时间为200ns。若分别输入频率为fi1=1kHz，fi2=1MHz，fi3=5MHz的正弦信号，试问输出波形将有何变化。,fi3=5MHz,fi1=1kHz,fi2=1MHz,解,作业：p243 7-21，7-22，7-23，7-24。,
