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例8.2.1 解：① △UT=UT+－UT- =4.5－ (-1.5)=6V 0 uo uI +4 -4 传输特性 -1.5 4.5 ②当UREF=18V时： △UT=7.5－ 1.5=6V ③UZ增大时，UT+将增大， UT-将减小，△UT将增大。 0 传输特性 uo uI +6 -6 9 0 uo uI +4 -4 1.5 7.5 传输特性 * 第八章　信号处理电路 8.1　有源滤波器 8.2　电压比较器 8.1　有源滤波器 8.1.1　滤波电路的作用和分类 滤波器的作用——选频，即允许某一部分频率的 信号顺利通过，而使另一部分频率的信号被急剧衰减（即被滤掉）。 滤波器的分类： 低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） 图 8.1.1 有源滤波器的频响 通带：能够通过的信号频率范围。 阻带：受阻或衰减的信号频率范围。 截止频率：通带和阻带的界限频率。 f0 f O 通 阻 f f0 O 通 阻 f1 f O 通 通 阻 f2 f O 通 阻 阻 f1 f2 8.1.2　低通滤波器(LPF) 无源低通滤波器： 电压放大倍数为 ——通带截止频率 　　由对数幅频特性知，具有“低通”的特性。 　　电路缺点：电压放大倍数低，只有１，且带负载能力差。 　　解决办法：利用集成运放与 RC 电路组成有源滤波器。 图 8.1.2 一阶低通有源滤波器： 电压放大倍数 ——通带电压放大倍数 　　可见：一阶低通有源滤波器与无源低通滤波器的通带截止频率相同；但通带电压放大倍数得到提高。 　　缺点：一阶低通有源滤波器在 f f 0 时，滤波特性不理想。对数幅频特性下降速度为 -20 dB / 十倍频。 　　解决办法：采用二阶低通有源滤波器。 图 8.1.3 　　二阶低通有源滤波器： 　　输入电压经过两级 RC 低通电路，在高频段，对数幅频特性以 -40 dB /十倍频的速度下降，使滤波特性比较接近于理想情况。 图 8.1.4 等效品质因数 0.1 -40 -20 -0 1 10 －20dB/十倍频 －40dB/十倍频 　　一阶、二阶低通有源滤波电路幅频特性的比较： 理想特性 图 8.1.5　低通滤波器的幅频特性 8.1.3　高通滤波器(HPF) 其通带截止频率： 无源高通滤波器如下图所示。 图 8.1.6　无源高通滤波器 　　可见高通滤波电路与低通滤波电路的对数幅频特性互为“镜像”关系。 图 8.1.7　二阶有源高通滤波器(a) 图 8.1.7 (b) 8.1.4　带通滤波器(BPF) 　　只允许某一段频带内的信号通过，将此频带以外的信号阻断。 低通 高通 f2 f O 低通 f f1 O 高通 阻 阻 f2 f1 f O 通 图 8.1.8 带通滤波器的典型电路 ——中心频率 ——通带电压放大倍数 图 8.1.9 8.1.5　带阻滤波器(BEF) 　　在规定的频带内，信号被阻断，在此频带以外的信号能顺利通过。 低通 高通 f2 f1 f O 通　　阻　　通 f O 低通 f1 f2 f O 高通 图 8.1.10 带阻滤波器的典型电路 ——中心频率 ——通带电压放大倍数 图 8.1.11 8.2　电压比较器 　　电压比较器将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较，并将结果输出。输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。 　　比较器中的集成运放一般工作在非线性区；处于开环状态或引入正反馈。 　　分类：过零比较器、单限比较器、滞回比较器及双限比较器。 u+ = 0 u- = uI u+ u- ,即 0uI, uo=+UOPP u+ u- ,即 0uI, uo=－UOPP uo= +UOPP (uI 0) -UOPP (uI 0) 反相输入 8.2.1　过零比较器 　　阈值电压：当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所对应的输入电压。 同相输入 uo= +UOPP (uI 0) -UOPP (uI 0) 传输特性 利用稳压管限幅的过零比较器 　　设任何一个稳压管被反向击穿时，两个稳压管两端总的的稳定电压为 UZ UOpp uI uO +UOpp -UOpp O +UZ -UZ 　　当 uI 0 时，不接稳压管时， uO= + UOPP ，接入稳压管后，左边的稳压管被反向击穿，集成运放的反向输入端“虚地”， uO = + UZ ； 　　当 uI 0 时，右边的稳压管被反向击穿，uO = - UZ ； 图 8.2.2 uo= +UZ (uI 0) -UZ (uI 0) 例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。 t uI t uo +UoPP -UoPP t uI t uo +UoPP -UoPP