模拟电子技术简明教程第三版(杨素行)第8章-信号处理电路资料
模拟电子技术基础简明教程(第三版)课后习题答案详解
学 习 计 划 表
周一至周五
时间
内容
要求
18：00～19：30
做作业
1.限时；2.不要看书；3.不会的题先放过。
19：40～20：00
测试
如没有，则休息。
20：10～20：40
补习
1. 对作业和测试中未掌握的内容进行补习。
2. 对相关知识进行检测，直至真正掌握。
3. 对当天所学新课行梳理与归纳。
具体方法： 先自己回顾老师上课讲的，找差距。
4. 如果没有学习新课程，将上次学习的疏漏的知识点进行补习。
20：45～21：00
预习
对将要学习的知识点进行预习。
21：03～21：23
查
漏
补
缺
1.21：03～21：10英语：
掌握5个单词（1.拼写 2.发音3.翻译4.词性5.运用）并记录。
2.21：10～21：15数学：
对以往的知识点进行考查（每周2个）；
对未掌握的知识点进行补习；
模拟电子技术基础简明教程(第三版)课后习题答案详解
模拟电子技术基础简明教程（第三版）课后习题答案习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。
理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。
习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA ，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。
解：在20℃时的反向电流约为：3210 1.25A Aμμ-⨯=在80℃时的反向电流约为：321080A Aμμ⨯=习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。
一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。
但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。
温度系数αU 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
100B i Aμ=80Aμ60A μ40A μ20A μ0Aμ0.9933.22安全工作区习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流I CBO =1μA ，β=30；试估算该管在50℃的I CBO 和穿透电流I CE O 大致等于多少。
已知每当温度升高10℃时，I CBO 大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。
解：20℃时，()131CEO CBO I I Aβμ=+=50℃时，8CBO I Aμ≈()()()05020011%3011%301301%39t t ββ--=+=⨯+≈⨯+⨯=()13200.32CEO CBO I I A mAβμ=+==习题1-12一个实际PNP 型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12(a)和(b)所示。
①查看该三极管的穿透电流I CE O 约为多大？输入特性的死区电压约为多大？②为了使PNP 型三极管工作在放大区，其u BE 和u BC 的值分别应该大于零还是小于零？并与NPN 型三极管进行比较。
模拟电子技术基础【杨素行】第三版-复习资料ppt课件
图 2.3.2(b)
图 2.4.1(a)
.
图 2.4.1(b)
2.4.2 静态工作点的近似计算
UBEQ = (0.6 ~ 0.8) V硅管 UBEQ = (0.1 ~ 0.2) V锗管
IB
Q
VCC
U Rb
B EQ
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
c b
IBQ e
ICQ UCEQ
பைடு நூலகம்
I / mA
60
40
正向特性
20
–50 –25
反 向
0 0.5 1.0 U / V 击穿电–压0.002
特 性
U(BR–) 0.004 死区电压
15
10
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
–0.02
硅管的伏安特性
锗管的伏安特性
图 1.2.4 二极. 管的伏安特性
I/mA
+ 正向
线比较平坦，近似为水平线，
区
20 µA
且等间隔。
1
IB =0
集电极电流和基极电流
O5
10
15 UCE /V 体现放大作用，即
图 1.3.9 NPN 三极管的输出特性. 曲线
ΔIC ΔIB
c
3. 饱和区：
b
IC / mA
条件：两个结均正偏 e
4
饱3 和 区2
1
O5
100 µA
对 NPN 型管，UBE > 0
IB = 0
约为几十 ~ 几百微安。
15 UCE /V 条件：两个结都处于反向 偏置。
图 1.3.9 NPN 三极管的输出特性. 曲线
模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行版_(第一章的课后习题答案)
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。
理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。
习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA ，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。
解：在20℃时的反向电流约为：3210 1.25A Aμμ-⨯=在80℃时的反向电流约为：321080A Aμμ⨯=习题1-3某二极管的伏安特性如图(a)所示：①如在二极管两端通过1k Ω的电阻加上1.5V 的电压，如图(b)，此时二极管的电流I 和电压U 各为多少？②如将图(b)中的1.5V 电压改为3V ，则二极管的电流和电压各为多少？U/VI/mA 0 0.5 1 1.52123(a )+ U -I 1.5V 1k Ω(b )解：根据图解法求解①电源电压为1.5V 时1.5U I=+0.8,0.7I A U V≈≈②电源电压为3V 时3U I =+2.2,0.8I A U V≈≈可见，当二极管正向导通后，如电源电压增大，则二极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。
习题1-4已知在下图中，u I = 10sin ωt (V)，R L =1k Ω，试对应地画出二极管的电流i D 、电压u D 以及输出电压u O 的波形，并在波形图上标出幅值。
设二极管的正向压降和反向电流可以忽略。
+ u D -R L(a )+u D-i D +u I -u I /V ωt 010i D /m A ωt 100ωt 0u I /V -10u o /V ωt10习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。
一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。
模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行版_(第一章的课后习题答案)
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。
理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。
习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA ，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。
解：在20℃时的反向电流约为：3210 1.25A Aμμ-⨯=在80℃时的反向电流约为：321080A Aμμ⨯=习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。
一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。
但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。
温度系数αU 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
100B i Aμ=80Aμ60A μ40A μ20A μ0Aμ0.9933.22安全工作区习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流I CBO =1μA ，β=30；试估算该管在50℃的I CBO 和穿透电流I CE O 大致等于多少。
已知每当温度升高10℃时，I CBO 大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。
解：20℃时，()131CEO CBO I I Aβμ=+=50℃时，8CBO I Aμ≈()()()05020011%3011%301301%39t t ββ--=+=⨯+≈⨯+⨯=()13200.32CEO CBO I I A mAβμ=+==习题1-12一个实际PNP 型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12(a)和(b)所示。
①查看该三极管的穿透电流I CE O 约为多大？输入特性的死区电压约为多大？②为了使PNP 型三极管工作在放大区，其u BE 和u BC 的值分别应该大于零还是小于零？并与NPN 型三极管进行比较。
模拟电子技术基础简明教程第三版杨素行
ib(不失真)
Q
ICQ
NPN 管 uo波形
O
tO
UCEQ
O
t
uo = uce
IB = 0
uCE/V
uCE/V
(二)用图解法估算最大输出幅度
输出波形没有 明显失真时能够输 出最大电压。即输 出特性的 A、B 所 限定的范围。
iC / mA
交流负载线
A
Q
U om
CD 2
DE 2
O
C
D
B
iB = 0
2.3 单管共发射极放大电路
2.3.1 单管共发射极放大电路的组成
VT：NPN 型三极管，为放大元件；
VCC：为输出信号提供能量； RC：当 iC 通过 Rc，将 电流的变化转化为集电极
电压的变化，传送到电路
的输出端；
VBB 、Rb：为发射结提 供正向偏置电压，提供静
态基极电流(静态基流)。
图 2.3.1 单管共射放大电路 的原理电路
iB / µA
—— 截止失真
ib
IBQ
O
结论：iB 波形失真
iB / µA
Q tO
O
Байду номын сангаас
t
ui
uBE/V uBE/V
iC 、 uCE (uo )波形失真
iC / mA iC
NPN 管截止失真时 的输出 uo 波形。
ICQ
O
tO
O
t
Q UCEQ
uo = uce
uCE/V uCE/V
2.
iC
Q 点过高，引起 iC、uCE的波形失真—饱和失真
iB
iB / µA
60
模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行课后答案
U BE≈ 0.7V ，试分别估算各电路中的 iC和 uCE ，判断它们各自
工作在哪个区（截止、放大或饱和），并将各管子的
iC 和
uCE 对应在输出特性曲线上的位臵分别画在图
P1-14(g)上。
2k?
20k? 10V
2V
(a)
I B 0.065 m A I C 3.25 m A U C E 3.55 V
习题 1-4 已知在下图中， uI = 10sinω t (V)， R L=1k?，试 对应地画出二极管的电流 i D、电压 uD以及输出电压 uO 的波
形，并在波形图上标出幅值。设二极管的正向压降和反向
电流可以忽略。
uI /V
10 + uD -
0
+
uI -
+
iD
RL
uD -
iD/mA
10
t
( a)
U CE
36.5 V
以上算出的 IC 与 UCE值是荒谬 的，实质上此时三极管巳工作 在饱和区，故 IB=0.465 mA， I C≈ V CC / RC=5 mA， UCE=U CES ≈ 0.3V，见图 P1-14(g)中 C点。
2k?
20k? 10V
2V
(d)
IB 0 IC 0 U C E VC C
①稳压管中的电流 I Z = ？
②当电源电压 U升高到 12V 时， I Z 将变为多少？
③当 U仍为 10V ，但 RL改为 2k?时， IZ 将变为多少？
解：①
IR
UZ
6mA
L
RL
U UZ
I
20 m A
R
+Leabharlann U -IZVD Z RL
模拟电子技术基础简明教程(第三版)_杨素行_课后答案
+
习题1-3 某二极管的伏安特性如图(a)所示�
①如在二极管两端通过1kΩ的电阻加上1.5V的电压�如图 (b)�此时二极管的电流 I 和电压U各为多少�
②如将图(b)中的1.5V电压改为3V�则二极管的电流和电
压各为多少�
I/mA
解�根据图解法求解 3
②
I � U �U Z � 30mA R
� IZ � I � I RL � 30 � 6 � 24mA
③
I RL
� UZ RL
� 3mA
� IZ � I � I RL � 20 � 3 � 17mA
习题1-8 设有两个相同型号的稳压管�稳压值均为6V� 当工作在正向时管压降均为0.7V�如果将他们用不同的方 法串联后接入电路�可能得到几种不同的稳压值�试画出
2kΩ 20kΩ
10V
(c)
IB � 0.465mA IC � 23.25mA U CE � �36.5V
以上算出的IC 与UCE值是荒谬 的�实质上此时三极管巳工作 在饱和区�故IB=0.465 mA� IC≈ VCC/ RC=5mA� UC E=UC ES ≈0.3V�见图P1-14(g)中C点。
习题1-16 已知一个N沟道增强型MOS场效应管的输出特性 曲线如图P1-16所示。试作出uDS=15V时的转移特性曲线�并 由特性曲线求出该场效应管的开启电压 UGS(th )和 IDO值�以及 当 uDS =15V� uGS =4V时的跨导 gm。
uDS=15V
由图可得�开启电压 UGS(th )=2V� IDO =2.5mA�
(b)交流通路
习题1-4 已知在下图中�uI = 10sinωt (V)�RL=1kΩ�试 对应地画出二极管的电流 iD、电压uD以及输出电压uO的波 形�并在波形图上标出幅值。设二极管的正向压降和反向
模拟电子技术基础简明教程(第三版)答案杨素行 (2)
模拟电子技术基础简明教程(第三版)答案杨素行引言模拟电子技术是电子工程的基础学科之一。
它研究和应用与模拟电子信号相关的电路和系统。
无论是在通信、控制、电力等领域中，模拟电子技术都发挥着重要的作用。
本文是根据《模拟电子技术基础简明教程(第三版)》的答案整理而成，旨在帮助读者更好地理解和掌握模拟电子技术的基本原理和应用。
第一章电子元器件1.1 二极管1.1.1 二极管的基本结构和特性二极管是一种最简单的电子元器件，它由一个P型半导体和一个N型半导体组成。
二极管有两个端子，分别为阳极（A）和阴极（K）。
在正向偏置情况下，即给阳极加正电压，阴极加负电压，二极管呈现导通状态，其导通电流与阳极电压呈正相关关系；在反向偏置情况下，即给阳极加负电压，阴极加正电压，二极管呈现截止状态，其反向电流非常小，接近于零。
1.1.2 二极管的常见应用二极管在电子电路中有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：•整流器：二极管可以将交流电转换为直流电，广泛应用于电源电路中；•稳压器：二极管可以用于稳压器电路，起到稳定电压的作用；•信号检测：二极管可以用于信号检测电路，将波形剪裁成为符合要求的信号；•发光二极管（LED）：LED是一种特殊的二极管，可以将电能直接转换为光能，常用于指示灯、显示屏等。
1.2 三极管1.2.1 三极管的基本结构和工作原理三极管是一种具有放大作用的半导体器件，它由三个区域组成，分别为发射结（E）、基极结（B）和集电结（C）。
在工作中，通过在基极和发射极之间加上控制信号，可以控制集电极处的电流放大倍数。
1.2.2 三极管的常见应用三极管被广泛应用于放大和开关电路中，以下是一些常见的应用场景：•放大器：三极管可以被用作放大电路中的核心元件，常见的有共射放大器、共集放大器和共基放大器；•开关电路：三极管可以用于控制电流的开关，常见的有开关电源、触发器、多谐振荡器等。
第二章放大电路2.1 放大器基本参数2.1.1 增益放大器的增益是衡量其放大能力的重要参数。
模拟电子基础简明教程第三版杨素行
题1－13 （a）发射结正偏，集电结反偏，故BJT工作在放大区。
（b）发射结和集电结均反偏，故BJT工作在截止区。
（c）发射结正偏，集电结反偏，故BJT工作在放大区。
（d）发射结和集电结均正偏，故BJT工作在饱和区。
（e）发射结和集电结均反偏，故BJT工作在截止区。
（f）发射结正偏，集电结电压为0，故BJT处于临界饱和状态。
（g）发射结正偏，集电结反偏，故BJT工作在放大区。
（h）发射结正偏，集电结反偏，故BJT工作在放大区。
题2－1 判断图中放大电路有无放大作用，说明理由。
a)因为E结反偏，C结正偏，所以无放大作用。
应将+VCC改成-VCCb)电源未给发射结正偏——无放大作用。
应将Rb连在电源和基极之间c)输入交流信号会因交流通路中VCC的接地而被短路，无法作用在三极管的发射结——无放大作用。
应在电源和基极之间接一个电阻d)由于电容的隔直作用，发射结没有得到正偏——无放大作用。
应将电容C移走e)有放大作用f)无放大作用，原因：电容C2在交流时短路输出电压无法引出，而始终为零。
改正方法：将电容C2放在集电极和电压引出端之间。
g)无放大作用，原因：电容Cb在交流时短路而使输入交流信号被短路，无法作用在三极管的发射结。
改正方法：将电容Cb去掉。
h)无放大作用i)无放大作用题2－5题2－6VRIIVUmAImARRUVICEQ82.3)(7.2,027.0)1(cBQCQCCCQbcBEQCCBQ=+-===++-=β题2－13 1）I BQ=20uA, I CQ=2mA, U CEQ=-4V2) r be=1.5K, 3) A U=-100, 4)截止失真，应减小Rb 题2－15(2) 画出微变等效电路题2－16 1）I BQ =10uA, I CQ =1mA, U CEQ =6.4V2) r be =2.9K Ω,RL=∞时，R e /‘=5.6K ，A U =0.99, RL=1.2K 时，R e /‘=0.99K ，A U =0.979,3) RL=∞时，R i ‘=282K Ω， RL=1.2K 时，R i ‘=87K Ω 4) R o ‘=29Ω 题2－17R C ‘= R e 时，U O1 ‘≈ -U O2, 两者波形反相 题2－25e be e be L1)(1)(1R βr R βR βr R βU U C io ++-=++-='e be 2)(1)(1R βr R βU U e i o +++=题2－26第四章功率放大电路习题答案题4－6 分析OTL电路原理，已知V CC =10V，R3=1.2K，R L=16 Ω，电容足够大。
模拟电子技术简明教程__第三版共68页文档
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
模拟电子技术简明教程第三版(杨素行)第8章 信号处理电路
ɺ = 1 + RF Aup R1
1 1 Q= f0 = 3 − Aup 2πRC
第八章： 第八章： 信号处理电路
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，输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。 进行比较 ， 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 比较器中的集成运放一般工作在 非线性区； 非线性区 环状态或引入正反馈。 环状态或引入正反馈。 分类：过零比较器、单限比较器、 分类 ： 过零比较器 、 单限比较器 、 滞回比较器及双 限比较器。 限比较器。
第八章： 第八章： 信号处理电路
8.1.4 带通滤波器(BPF) 带通滤波器( )
只允许某一段频带内的信号通过， 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。 号阻断。 ɺ ɺ 低通 高通 Uo Ui
ɺ 20 lg Au
O
ɺ 20 lg Au
低通 f2
f
O
ɺ 20 lg Au
高通 f1 阻 f1 通 阻 f2
f
O
f
图 8.1.8
第八章： 第八章： 信号处理电路
带通滤波器的典型电路 Auo ɺ = Au f0 f ( 3 + Auo ) + j( − ) f0 f
Aup = f0 f 1 + jQ( − ) f0 f
1 ——中心频率 中心频率 f0 = 2πRC
Aup Auo = = QAuo ——通带电压放大倍数 通带电压放大倍数 图 8.1.9 3 − Auo RF 1 Auo = 1 + ——比例系数 比例系数 Q= R1 3 − Auo
− R1 U REF R2
模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行版_(第一章的课后习题答案)
习题1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？答：二极管的正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。
理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。
习题1-2假设一个二极管在50℃时的反向电流为10μA ，试问它在20℃和80℃时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高10℃，反向电流大致增加一倍。
解：在20℃时的反向电流约为：3210 1.25A Aμμ-⨯=在80℃时的反向电流约为：321080A Aμμ⨯=习题1-5欲使稳压管具有良好的稳压特性，它的工作电流I Z 、动态电阻r Z 以及温度系数αU ，是大一些好还是小一些好？答：动态电阻r Z 愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，稳压性能愈好。
一般来说，对同一个稳压管而言，工作电流I Z 愈大，则其动态内阻愈小，稳压性能也愈好。
但应注意不要超过其额定功耗，以免损坏稳压管。
温度系数αU 的绝对值愈小，表示当温度变化时，稳压管的电压变化的百分比愈小，则稳压性能愈好。
100B i Aμ=80Aμ60A μ40A μ20A μ0Aμ0.9933.22安全工作区习题1-11设某三极管在20℃时的反向饱和电流I CBO =1μA ，β=30；试估算该管在50℃的I CBO 和穿透电流I CE O 大致等于多少。
已知每当温度升高10℃时，I CBO 大约增大一倍，而每当温度升高1℃时，β大约增大1% 。
解：20℃时，()131CEO CBO I I Aβμ=+=50℃时，8CBO I Aμ≈()()()05020011%3011%301301%39t t ββ--=+=⨯+≈⨯+⨯=()13200.32CEO CBO I I A mAβμ=+==习题1-12一个实际PNP 型锗三极管的输入、输出特性曲线分别如图P1-12(a)和(b)所示。
①查看该三极管的穿透电流I CE O 约为多大？输入特性的死区电压约为多大？②为了使PNP 型三极管工作在放大区，其u BE 和u BC 的值分别应该大于零还是小于零？并与NPN 型三极管进行比较。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 - ( f )2 j 1 f
f0
Q f0
A up
1
RF R1
f0
1 2RC
1 Q
3 - Aup
图 8.1.4
第八章： 信号处理电路
一阶、二阶低通有源滤波电路幅频特性的比较：
20 lg A u / dB Aup
-0
理想特性 －20dB/十倍频
-20
-40
0.1
1
f
10
f0
－40dB/十倍频
图 8.1.5 低通滤波器的幅频特性
第八章 信号处理电路
8.1 有源滤波器 8.2 电压比较器
第八章： 信号处理电路
本章重点和考点：
1、有源一阶、二阶低通滤波电路的分析及参数设计 2.电压比较器的传输特性 3、集成电压比较器的应用
第八章： 信号处理电路
8.1 有源滤波器
8.1.1 滤波电路的作用和分类
作用：选频。对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，
第八章： 信号处理电路
一阶低通有源滤波器：
电压放大倍数
A u
U o U i
1 RF R1
1 j f
Aup 1 j f
f0
f0
Aup
1
RF R1
——通带电压放大倍数
图 8.1.3
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。
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。
第八章： 信号处理电路
附：理想运放的非线性工作区
uO +UOPP
理想特性
O
u+-u-
-UOPP
集成运放的电压传输特性
第八章： 信号处理电路
理想运放工作在非线性区特点：
1. uO 的值只有两种可能
Auo
1
RF R1
——比例系数
第八章： 信号处理电路
8.1.5 带阻滤波器(BEF)
在规定的频带内，信号被 U i 阻断，在此频带以外的信号能 顺利通过。
20lg Au
低通
O
f1
f
20lg Au
O 20lg Au
高通 f
f2
通阻通
O
f1
f2
f
低通
U o
高通
图 8.1.10
第八章： 信号处理电路
带阻滤波器的典型电路
第八章： 信号处理电路
实际滤波器的幅频特性
低通滤波器的实际幅频 特性中，在通带和阻带 之间存在着过渡带。
输出电压与输入电压之比
Aup为通带放大倍数
f0
低通滤波器的实际幅频特性
︱Au︱≈0.707︱AuP︱的频率为通带载止频率f0
过渡带愈窄，电路的选择性愈好，滤波特性愈理想。
分析滤波电路，就是求解电路的频率特性，即求解 Au (Aup ) 、 f0和过渡带的斜率 。
简单的过零比较器
当 uI < 0 时，uO= + UOPP ； 当 uI > 0 时，uO = - UOPP ；
解决办法：采用二阶低通有源滤波器。
第八章： 信号处理电路
二阶低通有源滤波器（压控电压源型）
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。
A u
U o U i
Aup
1 (3 - Aup )jRC (jRC )2
Aup
1 - ( f )2
A u
f0
1
-
(
f f0
)2
j2(2
-
Aup
)
f f0
Aup
f0
1 2RC
——中心频率
Aup
1
RF R1
——通带电压放大倍数
Q f0 1 B 2(2 - Aup )
Au
1
Aup
j1 Q
ff0
f
2 0
-
f
2
B f2 - f1 2(2 - Aup ) f0
阻带宽度
图 8.1.11
保留下有用信号。
分类： 低通滤波器
高通滤波器
带通滤波器
20lg Au
通阻
O
f0
f
20lg Au
带阻滤波器
20lg Au
阻通
O
f0
f
20lg Au
阻通阻 O f1 f2 f
图 8.1.1
通阻 通 O f1 f2 f
第八章： 信号处理电路
滤波器的用途
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成 分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含 一些较高频率成分的干扰。
问题：如何进一步改善滤波特性？
第八章： 信号处理电路
8.1.3 高通滤波器(HPF)
无源高通滤波器如下图所示。
图 8.1.6 无源高通滤波器
其通带截止频率： 1
f0 2RC
第八章： 信号处理电路
二阶有源高通滤波器（压控电压源型）
A u
U o U i
1
(3
-
(jRC )2 Aup Aup )jRC (
复习：
第八章： 信号处理电路
滤波电路
LPF、HPF、BPF和BEF
无源、有源(集成运放工作在线性区)
一阶、二阶(可改善滤波特性)
重点掌握一、二阶LPF和HPF电路的
概念和滤波特性)
A up
1
RF R1
f0
1 2RC
1 Q
3 - Aup
第八章： 信号处理电路
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，输出只有两种可能的状态：高电平或低电平。
jRC
)2
Aup
1 - ( f )2 - j 1 f0
f0
Qf
图 8.1.7
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。
第八章： 信号处理电路
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。
g Au
低通
O
f
f2
20lg Au
第八章： 信号处理电路
8.1.2 低通滤波器(LPF)
无源低通滤波器：
电压放大倍数为
A u
U o U i
1 1 j
f
f0
f0
1 2RC
——通带截止频率
图 8.1.2
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，最大只有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。
当 u+ > u-时，uO = + UOPP 当 u+< u-时, uO = - UOPP
运放工作在非线性区的条件： 电路开环工作或引入正反馈！
在非线性区内，(u+ - u-)可能很大，即 u+ ≠u-。 “虚地”不存在
2. 理想运放的输入电流等于零
i i 0
_
第八章： 信号处理电路
8.2.1 过零比较器
高通
O
20lg Au
f1
f
O阻 f1
通阻 f2
f
图 8.1.8
第八章： 信号处理电路
带通滤波器的典型电路
A u
(3
Auo Auo ) j(
f f0
-
f0 ) f
Aup
1 jQ( f - f0 )
f0 f
f0
1 2RC
——中心频率
Aup
Auo 3 - Auo
QAuo
1 Q
3 - Auo
——通带电压放大倍数 图 8.1.9