第十章 信号处理与信号产生电路 2019年5月
第十章 信号处理与信号产生电路 1 2019年5月
§10-1滤波电路的基本概念 滤波器是一种能使有用频率信号通过、抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。常用来作信号处理、数据传 送和抑制干扰等。 滤波电路主要采用无源元件R、L和C组成，随着集成 运放的迅速发展，由集成运放和R、C组成的有源滤 波电路成为主流。 集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻 抗很低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大 和缓冲作用，可不使用电感。 集成运放的带宽有限，有源滤波电路的工作频率难以 做得很高。 2
§10-1 滤波电路的基本概念 ❖ 滤波器是一种能使有用频率信号通过、抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。常用来作信号处理、数据传 送和抑制干扰等。 ❖ 滤波电路主要采用无源元件R、L和C组成，随着集成 运放的迅速发展，由集成运放和R、C组成的有源滤 波电路成为主流。 ❖ 集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻 抗很低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大 和缓冲作用，可不使用电感。 ❖ 集成运放的带宽有限，有源滤波电路的工作频率难以 做得很高。 2
基本概念及初步定义 滤波电路的一般结构如图所 示。v(t)表示输入信号，vo(t) 为输出信号。 (t) 6(t) 0 遮波色路 0 ÷假设滤波电路是一个线性时 不变网络，则在复领域内有 A(s)= Lo(s) (s) 冬A(S)是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。对于 实际频率来说，s=j0,则有 Aj@)=A(j0)e 传递函 相位角 数的模 3
基本概念及初步定义 ❖ 滤波电路的一般结构如图所 示。vI (t)表示输入信号, vO(t) 为输出信号。 ❖ 假设滤波电路是一个线性时 不变网络，则在复领域内有 3 ( ) ( ) V (s) V s A s i O = ❖A(s)是滤波电路的电压传递函数，一般为复数。对于 实际频率来说，s=j，则有 ( ) ( ) () j A j = A j e 传递函 数的模 相位角
附延响应 冬在滤波电路中所关心的另一个量是时延(，它定义 为 o)-aw9o ?通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信 号通过滤波器的失真小，相位和时延响应亦需考虑。 当相位响应(o)作线性变化，即时延响应(o)为常数 时，输出信号才可能避免失真。 y,()=∑'cos(o 'o()=∑'kc0s(ot+px) A(0) 4
时延响应 ❖ 在滤波电路中所关心的另一个量是时延()，它定义 为 ❖ 通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性，欲使信 号通过滤波器的失真小，相位和时延响应亦需考虑。 当相位响应()作线性变化，即时延响应()为常数 时，输出信号才可能避免失真。 4 ( ) ( ) (s) d d = v (t) V cos( t) i = ik ( ) cos( ) O ok k v t =V t + A()
有源滤波电路的分类 对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定 义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻 带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。 理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和 线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度 衰减(AU⊙川=0)
有源滤波电路的分类 ❖ 对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定 义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻 带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。 ❖ 理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和 线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度 衰减(|A (j)|=0)。 5