模拟电子技术CH09第五版.ppt
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模拟电子电路第五版国外教材版PPT课件
R1C1
又 1 2 10，C2 0 Rin 100k，又当T 1 1时， 1 1k，
RC
RC
C 1 10nF。 100k 1k
（2）、vo 1 t vidt,则当0 t 2ms时，vo 2 t 2000t。
RC 0
RC
当t 2ms时，vo vo(2ms) 4V。
（d）、f
5kHz,
则v
' o
max
SR
31.8V
10V ,
2f
vo max 10V ,则对应的vi max vo max 1V。 10
有用的输入电压范围为（- 1V， 1V）。
2.106
取R2 R3 100k,1 R2 200, R1 100k 502。
R1
199
又 1 2 100，C1 3.18F。
Acm R4 (1 R2 R3) 0.009。 R4 R3 R1 R4
CMRR 20log Ad 60.8dB。 Acm
2.72
A C
D B
令vI1 3 0.04sin t(V ), vI 2 3 0.04sin t(V )
i vI 2 vI1 0.08sin t(mA)。
(a)直流分析
直流通路如图所示。
栅极电压VG
15 5M 5M 10M
5V
又VG VGS ID *3k (1)
假设该管工作在饱和区，忽略沟长效应，
则有 ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 （2） 2L
v Do
,
D
vo
00,.9v8I (vI0.605.V65),
v I
0.65V
3.69
Iz=20mA时，VZ=6.8V，rZ=5Ω，则VZ=VZO+IZrZ， VZO=6.7V。 ① 电源电流不受限（反向击穿）
又 1 2 10，C2 0 Rin 100k，又当T 1 1时， 1 1k，
RC
RC
C 1 10nF。 100k 1k
（2）、vo 1 t vidt,则当0 t 2ms时，vo 2 t 2000t。
RC 0
RC
当t 2ms时，vo vo(2ms) 4V。
（d）、f
5kHz,
则v
' o
max
SR
31.8V
10V ,
2f
vo max 10V ,则对应的vi max vo max 1V。 10
有用的输入电压范围为（- 1V， 1V）。
2.106
取R2 R3 100k,1 R2 200, R1 100k 502。
R1
199
又 1 2 100，C1 3.18F。
Acm R4 (1 R2 R3) 0.009。 R4 R3 R1 R4
CMRR 20log Ad 60.8dB。 Acm
2.72
A C
D B
令vI1 3 0.04sin t(V ), vI 2 3 0.04sin t(V )
i vI 2 vI1 0.08sin t(mA)。
(a)直流分析
直流通路如图所示。
栅极电压VG
15 5M 5M 10M
5V
又VG VGS ID *3k (1)
假设该管工作在饱和区，忽略沟长效应，
则有 ID 1 k 'n(W )(VGS Vt)2 （2） 2L
v Do
,
D
vo
00,.9v8I (vI0.605.V65),
v I
0.65V
3.69
Iz=20mA时，VZ=6.8V，rZ=5Ω，则VZ=VZO+IZrZ， VZO=6.7V。 ① 电源电流不受限（反向击穿）
模电第五版完整课件
定了现代电力工业的基础。 。
9
麦克斯韦1831年6月出生于英国爱丁堡， 14岁在中学时期 就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》，16 岁进入爱丁堡大学学习物理，三年后，他转学到剑桥大学 三一学院。在剑桥学习时，打下了扎实的数学基础，为他 尔后把数学分析和实验研究紧密结合创造了条件。 麦克斯韦在总结前人工作的基础上，引入位移电流的概 念，建立了一组微分方程。确定了电荷、电流（运动的电 荷）、电场、磁场之间的普遍联系，麦克斯韦方程组表明， 空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场，而变化 的电场又能激发涡旋磁场。交变的电场和磁场互相激发就 形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。麦克斯韦方程还说 明，电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化，由此 式可证明电微波在真空中传播的速度，等于光在真空中传 播的速度。这不是偶然的巧合，而是由于光和电磁波在本 质上是相同的。光是一定波长的电磁波，这就是麦克斯韦 创立的光的电磁学说。 麦克斯韦依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、 法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完 整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而 且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学 的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代 的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
11
1824年6月26日开尔文生于爱尔兰的贝尔法斯特。原 名W.汤姆孙。 10岁时就进格拉斯哥大学预科学习。 1845年毕业于剑桥大学，1846年受聘为格拉斯哥大学物 理学教授1890～1895年任伦敦皇家学会会长。1877年被 选为法国科学院院士。 开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、 光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。 他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利， 在电学方面，汤姆孙以极高明的技巧研究过各种不同 类型的问题，从静电学到瞬变电流。他揭示了傅里叶热 传导理论和势理论之间的相似性，讨论了法拉第关于电 作用传播的概念，分析了振荡电路及由此产生的交变电 流。他的文章影响了麦克斯韦，后者向他请教，希望能 和他研究同一课题，并给了他极高的赞誉。1855年他研 究了电缆中信号传播情况，解决了长距离海底电缆通讯 的一系列理论和技术问题。由汤姆孙和亥姆霍兹起主导 作用的在巴黎召开的国际代表大会，和1893年在芝加哥 召开的另一次代表大会，正式采用伏特、安培、法拉和 欧姆等作为电学单位，这一新的单位制，从此它们被普 遍使用。
模拟电子技术基础课件(第五版)
模拟集成电路的特点：
•电阻值不能很大，精度较差，阻值一般在几十欧至几 十千欧。需要大电阻时，通常用恒流源替代；
• 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大 电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级 与级之间用直接耦合； • 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
集成运放的工作区域
uO
线性区域：
输出电压与其两个输入端的电压 之间存在线性放大关系，即
+UOM
uP-uN
-UOM
u Aod (uP uN )
O
Aod为差模开环放大倍数
非线性区域：
输出电压只有两种可能的情况： +UOM或-UOM
UOM为输出电压的饱和电压。
例2.2.1 电路如图2.1.3所示，运放的开环电压增益 Avo=2×105,输入电阻ri=0.6MΩ，电源电压V+=+12V,V-=12V。 (1)试求当vo=±Vom=±12V时输入电压的最小幅值vP-vN=? 输入电流ii=? (2)画出传输特性曲线vo=f(vP-vN)。说明运放的两个区域。
图2.1.2 运算放大器的代表符号 （a）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号
▷表示信号从左(输入端)向右(输出端)传输的方向。
2. 运算放大器的电路模型
通常： 开环电压增益 Avo的105 （很高）
输入电阻
ri 106Ω （很大）
输出电阻
ro 100Ω （很小）
图2.1.3 运算放大器的电路模型
P N O vo
当vo=±Vom=±12V时
vP vN
12V /(2 105 ) 60 A
ii (vP vN ) / ri
模拟电子技术第五版课件
其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：
I VCC UCE S 12V 6mA
CM
R
2k
c
此时，Q（120uA，6mA，0V），PPT学由 习交流于 IBICM 所以BJT工作在饱和区。
19
2.3 放大电路的交流通路
2.3.1 画交流通路的原则
画出下图的交流通路
• 直流电源：内阻为零，相 当于短路
当 iC 0 时，uCEVCC
当 uCE0 时，iC VRCcC
T
图 2.2.1 基本共射放大电路
PPT学习交流
26
输出回路 输出特性
iC 0，uCE VCC
uCE
0，iC
VCC RC
直流负载线
Q
PPT学习交流
由静态工作点 Q 确 定 的 ICQ 、 UCEQ 为静态值。
27
【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知
PPT学习交流
18
例题
放大电路如图所示。已知BJT
的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，（求1）：放大电路的Q点。此时BJT
工作在哪个区域？
（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此 时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱
和压降）
解：（1）
共射极放大电路
IBQ VCC R UBE3 120V 0 4ku 0AICIB8 04u 0A 3.2mA b
PPT学习交流
14
常见的共射放大电路
1.直接耦合共射放大电路 静Q点的计算
Rb2 Rb1
T
V U U
I CC
BEQ
BEQ
BQ
R
R
电子技术基础_第五版(模拟部分)第一章
不同，产生的失真。
32
1.5 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失真
由元器件非线性特性引 起的失真。
非线性失真系数:
Vo2k
k2 100%
Vo1
VO1是输出电压信号基波分量的有
效值，Vok是高次谐波分量的有效值，k
为正整数。
end
33
Avo ——负载开路时的电压增益
Ro ——从负载端看进去的放大
电路的输出电阻
戴维宁等效
Ri ——输入电阻
20
1.4 放大电路模型
由输出回路得 则电压增益为
vo
AVOvi
RL Ro RL
AV
vo vi
Avo
RL Ro RL
由此可见 RL
Av 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望…？ （考虑改变放大电路的参数）
– 基本电路：单管（三种接法）、差分、互补输出级
– 基本方法：等效电路法、图解法
• 反馈
– 概念：反馈、正反馈与负反馈、直流反馈与交流反馈、电压反馈与
电流反馈、串联反馈与并联反馈
– 判断方法
– 深度负反馈放大倍数的估算方法
– 交流负反馈对放大电路性能的影响及引入反馈的方法
– 负反馈放大电路的稳定性及消除振荡的方法
–实验方法
• 常用电子仪器的使用方法 • 电子电路的测试方法 • 故障的判断与排除方法 • EDA软件的应用方法
–上好理论-EDA-实践三个台阶
5
课程在本科生素质教育中的作用
一个电路从信号输入、中间的处理到最后的
• 由于电子技术基础输出课，程各的级基之础间的性增和益广分泛配性、参，数使设之置在、逻
32
1.5 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失真
由元器件非线性特性引 起的失真。
非线性失真系数:
Vo2k
k2 100%
Vo1
VO1是输出电压信号基波分量的有
效值，Vok是高次谐波分量的有效值，k
为正整数。
end
33
Avo ——负载开路时的电压增益
Ro ——从负载端看进去的放大
电路的输出电阻
戴维宁等效
Ri ——输入电阻
20
1.4 放大电路模型
由输出回路得 则电压增益为
vo
AVOvi
RL Ro RL
AV
vo vi
Avo
RL Ro RL
由此可见 RL
Av 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响，则希望…？ （考虑改变放大电路的参数）
– 基本电路：单管（三种接法）、差分、互补输出级
– 基本方法：等效电路法、图解法
• 反馈
– 概念：反馈、正反馈与负反馈、直流反馈与交流反馈、电压反馈与
电流反馈、串联反馈与并联反馈
– 判断方法
– 深度负反馈放大倍数的估算方法
– 交流负反馈对放大电路性能的影响及引入反馈的方法
– 负反馈放大电路的稳定性及消除振荡的方法
–实验方法
• 常用电子仪器的使用方法 • 电子电路的测试方法 • 故障的判断与排除方法 • EDA软件的应用方法
–上好理论-EDA-实践三个台阶
5
课程在本科生素质教育中的作用
一个电路从信号输入、中间的处理到最后的
• 由于电子技术基础输出课，程各的级基之础间的性增和益广分泛配性、参，数使设之置在、逻
模拟电子康5版课件第四讲
实例
手机中的电容触摸屏，利用了电容器原理 实现触摸感应；汽车中的点火线圈，利用 大容量电容器产生高电压点火。
耦合器
利用电容器将信号从一个电路耦合到另一 个电路。
储能
利用大容量电容器储存电能，用于短时大 电流放电。
调谐器
利用电容器与电感器配合实现信号的调谐 。
05 电感器
电感器的定义与分类
总结词
电感器是一种储能元件，能够将电能转换为磁能并存 储起来。根据工作频率、用途和制作材料的不同，电 感器可分为多种类型。
详细描述
电感器是一种电子元件，通过电流产生磁场，从而将电 能转换为磁能并存储起来。电感器通常由线圈绕在磁芯 上制成，其工作原理是基于电磁感应定律。根据不同的 分类标准，电感器可分为多种类型。例如，按工作频率 可分为高频电感器和低频电感器；按用途可分为通用电 感器和专用电感器；按制作材料可分为空心电感器、铁 氧体电感器和铜线电感器等。
模拟电路的应用与实例
总结词
模拟电路广泛应用于通信、音频处理、图像处理、控制 系统等领域。实例包括音频放大器、滤波器、稳压电源 等。
详细描述
模拟电路具有广泛的应用领域，包括通信、音频处理、 图像处理、控制系统等。在通信领域，模拟电路用于调 制解调、滤波和放大信号；在音频处理领域，模拟电路 用于音频信号的放大和处理；在图像处理领域，模拟电 路用于图像信号的采集、处理和显示；在控制系统领域 ，模拟电路用于信号的转换、放大和处理。
要求较高的场合尤为重要。
电阻器的应用与实例
总结词
电阻器在各种电子设备和电路中都有广泛的应用，如 信号处理、电源控制和安全保护等。
详细描述
在信号处理电路中，电阻器用于衰减或放大信号，以 实现信号的调整和控制。在电源控制电路中，电阻器 用于限流和分压，保证电源的稳定输出。在安全保护 电路中，电阻器用于防止电流过大或过热，保护电路 和设备的安全。例如，在LED灯中，电阻器用于限制 电流，防止电流过大导致LED灯烧毁。在电源插头中 ，电阻器用于防止电流过大，保护用户安全。
模拟电子技术基础(第五版)新 康华光 课件(1)
2. 抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波
动，都将使集电极电流产
生变化。且变化趋势是相 同的， 其效果相当于在两个输 入端加入了共模信号。
2. 抑制零点漂移原理
这一过程类似于分压式射极 偏置电路的温度稳定过程。所
以，即使电路处于单端输出方
式时，仍有较强的抑制零漂能 力。
iC1
iC1 iE1 温度 iC2 iE2
接入负载时
β (R c //R L) A v d = 2 r be
3. 主要指标计算
（1）差模情况
<C> 单端输入
r r o e
6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 6.2 差分式放大电路 6.3 差分式放大电路的传输特性 6.4 集成电路运算放大器 6.5 实际集成运算放大器的主要参数和对应 用电路的影响
6.1 模拟集成电路中 的直流偏置技术
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源 3. 高输出阻抗电流源
2. 微电流源
4. 组合电流源
6.1.2 FET电流源
1. MOSFET镜像电流源
2. MOSFET多路电流源
3. JFET电流源
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源
T1、T2的参数全同 即β1＝β2，ICEO1＝ICEO2
IE2 = IE1 V =V BE2 BE1
IC2 = IC1
当BJT的β较大时，基极电流IB可以忽略
V V ( V ) V V CC BE E E CC E E Io＝IC2≈IREF＝ R R
代表符号
6.1.1 BJT电流源电路
1. 镜像电流源 动态电阻
iC 1 2 r ( ) o IB2 v CE 2
模拟电子电路第五版国外教材版ppt
2
《模拟电子电路设计与实践（第二版）》，作者： XXX，XXX
3
《模拟电子电路基础（第五版）》，作者：XXX， XXX
THANKS
感谢观看
注重实际操作
教材中包含了许多实验和设计项 目，有助于培养学生的实践能力 和动手能力。
教材亮点
图文并茂
教材中配有大量的插图和图表，使得抽象的电子电路知识更加直 观易懂。
深入浅出
作者用简洁明了的语言解释复杂的概念和原理，使得学生能够轻 松理解。
与时俱进
教材内容紧跟模拟电子技术的发展，反映了最新的技术和趋势。
本教材配有大量的图表和实例，有助于读者直观理解模拟电子 电路的相关概念和原理。
未来发展与展望
技术创新
随着科技的不断发展，模拟电子电路将会出现更多的新技 术和新应用，例如物联网、人工智能等领域的广泛应用。
智能化
随着智能化技术的发展，模拟电子电路将会与数字电子电 路更加紧密地结合，实现更高效、更智能的电子系统设计 。
设计实例举例
音频放大器设计、直流电源设计、温度传感器信号处理电路设计等。
实际应用案例分析
总结词
通过对实际案例的分析，了解模拟电子电路在各领域的应用。
详细描述
实际应用案例分析是学习模拟电子电路的重要手段，通过对各种实际应用案例的分析，可以了解模拟电子电路在通信 、音频处理、自动控制、医疗电子等领域的应用情况，加深对模拟电子电路重要性的认识。
06
总结与展望
本教材总结
内容全面 理论与实践结合
难易适度 图表丰富
本教材涵盖了模拟电子电路的基本概念、分析方法、电路设计 和应用等方面的知识，内容全面且系统。
本教材注重理论与实践相结合，通过丰富的实例和实验，帮助 学生深入理解模拟电子电路的基本原理和应用。
模拟电子技术CH09-5
a ( ) f ( ) 2nπ 相位平衡条件
2. 起振和稳幅
起振条件 A( ) F ( ) 1
a ( ) f ( ) 2nπ
电路器件内部噪声以及电源接通扰动
噪声中，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。 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。 稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，
9.5 正弦波振荡电路的振荡条件
1. 振荡条件
正反馈放大电路框图
（注意与负反馈方框图的差别）
X a X i X f
若环路增益 A F 1 则 X a X f ， 去掉 X i ， X o 仍有稳定的输出。 又 A F A F a f AF a f 所以振荡条件为
A( ) F ( ) 1 振幅平衡条件
使振幅平衡条件从 AF 1回到 AF 1 。
3. 振荡电路基本组成部分
4放大电路（包括负反馈放大电路） 4反馈网络（构成正反馈的） 4选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈
网络合二为一。）
2. 起振和稳幅
起振条件 A( ) F ( ) 1
a ( ) f ( ) 2nπ
电路器件内部噪声以及电源接通扰动
噪声中，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。 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。 稳幅的作用就是，当输出信号幅值增加到一定程度时，
9.5 正弦波振荡电路的振荡条件
1. 振荡条件
正反馈放大电路框图
（注意与负反馈方框图的差别）
X a X i X f
若环路增益 A F 1 则 X a X f ， 去掉 X i ， X o 仍有稳定的输出。 又 A F A F a f AF a f 所以振荡条件为
A( ) F ( ) 1 振幅平衡条件
使振幅平衡条件从 AF 1回到 AF 1 。
3. 振荡电路基本组成部分
4放大电路（包括负反馈放大电路） 4反馈网络（构成正反馈的） 4选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈
网络合二为一。）
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第九章 信号的处理与产生电路
9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路
*9.4 开关电容滤波器 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC正弦波振荡电路
*9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路
9.1 滤波电路的基本概念与分类
滤波——让有用信号通过，滤除无用信号
AF 1
振幅平衡条件
AF 1
相位平衡条件 A F 2n n=0,1,2,3,….
电路中有电抗元件
在特定频率才满 足相位平衡条件
振荡频率由相位条件确定
决定振荡频率的电抗元件构成选频网络
正弦波振荡电路的构成 基本放大电路、正反馈电路、选频电路
选频 电路
RC元件构成——RC振荡器 ——用于低频振荡 LC元件构成——LC振荡器 ——用于高频振荡 石英晶体构成——石英晶体振荡器 —用于高稳定振荡
压增益。
9.3.2 有源高通滤波电路
1. 二阶高通滤波电路
将低通电路中的电 容和电阻对换，便成为 高通电路。
传递函数
A(s)
A0 s2
s2
c
Q
s
2 c
归一化的幅频响应
20 lg A(j ) 20 lg
A0
1
(c
)2
1 2
( c Q
)2
A(
j)
V
o
9.2 一阶有源滤波电路
VP
＋R
C
Vi
－
+
A
-
Rf
R1
＋
Vo
RL
－
RC无源 滤波电路
放大器
Vo
1 Rf
/ R1
Ao
VP
VP
Vi
1/ jC R 1/ jC
1
1
j / c
c 1/ RC
频率响应
A(
j
)
V
o
Vi
Vo
VP
VP Vi
1
RC移相式正弦波振荡器
180o移相电路 正
C R
C R
反 C馈
+ -
Rf
R
A
放大电路
9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器
（1）过零比较器
运放开环应用
vo Ao (v v )
Aog∞
v+>v-时，vo=VCC ——高电平 v+<v-时，vo= -VCC ——低电平
波形变换
vi + A
振荡幅度还没有增加到使放大器出现明显 的非线性时已经使AF从大于1降到了等于1
+
A
vo
-
Rf
R1 放大电路
A 1 R f / R1
若Rf为热敏元件
Voha 流过电阻的电流h
正反馈F
AiZ RfiZ 温度h
振荡电路基本组成部分
放大电路（包括负反馈放大电路） 反馈网络（构成正反馈的） 选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈
1、带通滤波器＋减法器
带通
2、双T型带阻滤波器
低通滤波器
＋
R 2C
R
vi
－
C
R/2 C
高通滤波器
－
＋
vo
－
有源双T带 vi 阻滤波器
R/2
C
C
R
R
2C
+
A
vo
-
Rf
R1
A(S)
Vo (S) Vi (S)
1
2(2
AVF 1 S / 0 2 AVF )S / 0 S
sCR
1 3sCR (sCR )2
又 s j
且令
0
1 RC
则
FV
3
1
j(
0 )
0
幅频响应
FV
1
32 ( 0 )2
0
( 0 )
相频响应
f arctg
0
3
2. RC串并联选频网络的选频特性
FV
1
32 ( 0 )2 0
经过不断的反馈循环，输出幅度将不断增加， 实现了从“无”到有、从小到大的自激振荡
A F 1 ——起振条件
振幅起振条件
AF 1
相位起振条件 A F 2n
n=0,1,2,3,….
起振条件 A F 1
？
平衡条件 A F 1
如何使不断增长的 幅度稳定下来？
——稳幅措施
1、利用放大器工作到非线性区限幅 正弦波将严重失真
若选频电路能够将非正弦波的谐波滤除， 仅保留基波成份仍然可获得正弦电压波形
要求选频电路是高Q值的带通滤波器
LC、石英晶体的Q值高——LC与石英晶体振 荡器一般采用放大器非线性限幅措施稳幅
RC电路Q值低——RC振荡器不能采用此方法
2、在放大器反馈环路中设置稳幅电路 放大倍数随振荡幅度的增加而减小
（有用信号与无用信号的频率不同）
无源滤波器：RLC元件构成
滤波器
负载变化会影响滤波特性 电感元件体积大、易受电磁干扰
有源滤波器：RC元件与集成运放组成
滤波的同时还可实现放大 放大器缓冲后使负载对滤波特性的影响减小 不用电感、体积小
工作频率受集成运放限制
2. 分类
低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF）
vo
-
vi
t
vo
t
9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器
（门限电压为VREF） 电压传输特性
9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器
（门限电压为VREF）
vI为峰值6V的三角波，设 ±VCC＝±12V，运放为理想器件。
(a) VREF＝0时 (b) VREF＝2V时 (c) VREF＝－4V时
低通滤波器
c
c
将R与C位置互换即为高通滤波器
1. 低通滤波电路
传递函数 其中
A(s) A0 1 s
c
A0
1
Rf R1
同相比例 放大系数
c
1 RC
特征角频率
故，幅频相应为
A(j )
A0
1 ( )2 c
2. 高通滤波电路
低通电路中的R和C交换 位置便构成高通滤波电路
/ 0
2
A(
j)
V
o
Vi
A(S ) S j
1
AVF
/
1
2
0
/ j
2
0
/
0
/
Q
其中 AVF 1 R f / R1
0 1/(RC)
Q 1 2(2 AVF )
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
带阻滤波电路的幅频特性
*9.4 开关电容滤波器
例 图示为另一种形式的单门限电压比较器，试求出其门限 电压(阈值电压)VT，画出其电压传输特性。设运放输出的 高、低电平分别为VOH和VOL。
解： 利用叠加原理可得
vp
R2 R1 R2
VREF
R1 R1 R2
vI
理想情况下，输出电压发生跳变
时对应的vP＝vN＝0，即
R2VREF R1vI 0
传递函数
A( s )
1
(3
-
AVF sCR AVF )sCR
( sCR )2
令
A0
AVF 3 - AVF
0
1 RC
1 Q
3 AVF
A(s) 1
A0 s
s
Q0
( s
)2
1
A0
jQ(
0 )
Q0 0
0
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
可由低通和高通并联得到 必须满足 L H
+ -
iD vGS=0V -1V -2V -3V vDS
4. 稳幅措施
稳幅措施
采用非线性元件
二极管
起振时
AV
1
Rf1 R3 R1
3
其中 R3是Rf2、D1和D2并 联支路的等效电阻
D1 Rf1
Rf2
D2
R1
A
+ -
R C
CR
Vo
稳幅原理
Vo
R3
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
AV
1
Rf R1
3
则振荡电路满足振幅平衡条件
AV FV
3 1 1 3
电路可以输出频率为
f0
1 2πRC
的正弦波
4. 稳幅措施
热敏电阻
采用非线性元件
热敏元件
起振时，AV
1
Rf R1
3
即 AV FV 1
热敏电阻的作用
Vo
If
Rf 功耗
Rf 温度
Rf 阻值
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
4. 稳幅措施
9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路
*9.4 开关电容滤波器 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC正弦波振荡电路
*9.7 LC正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路
9.1 滤波电路的基本概念与分类
滤波——让有用信号通过，滤除无用信号
AF 1
振幅平衡条件
AF 1
相位平衡条件 A F 2n n=0,1,2,3,….
电路中有电抗元件
在特定频率才满 足相位平衡条件
振荡频率由相位条件确定
决定振荡频率的电抗元件构成选频网络
正弦波振荡电路的构成 基本放大电路、正反馈电路、选频电路
选频 电路
RC元件构成——RC振荡器 ——用于低频振荡 LC元件构成——LC振荡器 ——用于高频振荡 石英晶体构成——石英晶体振荡器 —用于高稳定振荡
压增益。
9.3.2 有源高通滤波电路
1. 二阶高通滤波电路
将低通电路中的电 容和电阻对换，便成为 高通电路。
传递函数
A(s)
A0 s2
s2
c
Q
s
2 c
归一化的幅频响应
20 lg A(j ) 20 lg
A0
1
(c
)2
1 2
( c Q
)2
A(
j)
V
o
9.2 一阶有源滤波电路
VP
＋R
C
Vi
－
+
A
-
Rf
R1
＋
Vo
RL
－
RC无源 滤波电路
放大器
Vo
1 Rf
/ R1
Ao
VP
VP
Vi
1/ jC R 1/ jC
1
1
j / c
c 1/ RC
频率响应
A(
j
)
V
o
Vi
Vo
VP
VP Vi
1
RC移相式正弦波振荡器
180o移相电路 正
C R
C R
反 C馈
+ -
Rf
R
A
放大电路
9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器
（1）过零比较器
运放开环应用
vo Ao (v v )
Aog∞
v+>v-时，vo=VCC ——高电平 v+<v-时，vo= -VCC ——低电平
波形变换
vi + A
振荡幅度还没有增加到使放大器出现明显 的非线性时已经使AF从大于1降到了等于1
+
A
vo
-
Rf
R1 放大电路
A 1 R f / R1
若Rf为热敏元件
Voha 流过电阻的电流h
正反馈F
AiZ RfiZ 温度h
振荡电路基本组成部分
放大电路（包括负反馈放大电路） 反馈网络（构成正反馈的） 选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈
1、带通滤波器＋减法器
带通
2、双T型带阻滤波器
低通滤波器
＋
R 2C
R
vi
－
C
R/2 C
高通滤波器
－
＋
vo
－
有源双T带 vi 阻滤波器
R/2
C
C
R
R
2C
+
A
vo
-
Rf
R1
A(S)
Vo (S) Vi (S)
1
2(2
AVF 1 S / 0 2 AVF )S / 0 S
sCR
1 3sCR (sCR )2
又 s j
且令
0
1 RC
则
FV
3
1
j(
0 )
0
幅频响应
FV
1
32 ( 0 )2
0
( 0 )
相频响应
f arctg
0
3
2. RC串并联选频网络的选频特性
FV
1
32 ( 0 )2 0
经过不断的反馈循环，输出幅度将不断增加， 实现了从“无”到有、从小到大的自激振荡
A F 1 ——起振条件
振幅起振条件
AF 1
相位起振条件 A F 2n
n=0,1,2,3,….
起振条件 A F 1
？
平衡条件 A F 1
如何使不断增长的 幅度稳定下来？
——稳幅措施
1、利用放大器工作到非线性区限幅 正弦波将严重失真
若选频电路能够将非正弦波的谐波滤除， 仅保留基波成份仍然可获得正弦电压波形
要求选频电路是高Q值的带通滤波器
LC、石英晶体的Q值高——LC与石英晶体振 荡器一般采用放大器非线性限幅措施稳幅
RC电路Q值低——RC振荡器不能采用此方法
2、在放大器反馈环路中设置稳幅电路 放大倍数随振荡幅度的增加而减小
（有用信号与无用信号的频率不同）
无源滤波器：RLC元件构成
滤波器
负载变化会影响滤波特性 电感元件体积大、易受电磁干扰
有源滤波器：RC元件与集成运放组成
滤波的同时还可实现放大 放大器缓冲后使负载对滤波特性的影响减小 不用电感、体积小
工作频率受集成运放限制
2. 分类
低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF）
vo
-
vi
t
vo
t
9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器
（门限电压为VREF） 电压传输特性
9.8.1 电压比较器
1. 单门限电压比较器 （2）门限电压不为零的比较器
（门限电压为VREF）
vI为峰值6V的三角波，设 ±VCC＝±12V，运放为理想器件。
(a) VREF＝0时 (b) VREF＝2V时 (c) VREF＝－4V时
低通滤波器
c
c
将R与C位置互换即为高通滤波器
1. 低通滤波电路
传递函数 其中
A(s) A0 1 s
c
A0
1
Rf R1
同相比例 放大系数
c
1 RC
特征角频率
故，幅频相应为
A(j )
A0
1 ( )2 c
2. 高通滤波电路
低通电路中的R和C交换 位置便构成高通滤波电路
/ 0
2
A(
j)
V
o
Vi
A(S ) S j
1
AVF
/
1
2
0
/ j
2
0
/
0
/
Q
其中 AVF 1 R f / R1
0 1/(RC)
Q 1 2(2 AVF )
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
带阻滤波电路的幅频特性
*9.4 开关电容滤波器
例 图示为另一种形式的单门限电压比较器，试求出其门限 电压(阈值电压)VT，画出其电压传输特性。设运放输出的 高、低电平分别为VOH和VOL。
解： 利用叠加原理可得
vp
R2 R1 R2
VREF
R1 R1 R2
vI
理想情况下，输出电压发生跳变
时对应的vP＝vN＝0，即
R2VREF R1vI 0
传递函数
A( s )
1
(3
-
AVF sCR AVF )sCR
( sCR )2
令
A0
AVF 3 - AVF
0
1 RC
1 Q
3 AVF
A(s) 1
A0 s
s
Q0
( s
)2
1
A0
jQ(
0 )
Q0 0
0
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
可由低通和高通并联得到 必须满足 L H
+ -
iD vGS=0V -1V -2V -3V vDS
4. 稳幅措施
稳幅措施
采用非线性元件
二极管
起振时
AV
1
Rf1 R3 R1
3
其中 R3是Rf2、D1和D2并 联支路的等效电阻
D1 Rf1
Rf2
D2
R1
A
+ -
R C
CR
Vo
稳幅原理
Vo
R3
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
AV
1
Rf R1
3
则振荡电路满足振幅平衡条件
AV FV
3 1 1 3
电路可以输出频率为
f0
1 2πRC
的正弦波
4. 稳幅措施
热敏电阻
采用非线性元件
热敏元件
起振时，AV
1
Rf R1
3
即 AV FV 1
热敏电阻的作用
Vo
If
Rf 功耗
Rf 温度
Rf 阻值
AV
AV 3
AV FV 1 稳幅
4. 稳幅措施