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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、基本微积分运算电路

什么是微积分电路

输出电压与输入电压成微分关系的电路为微分电路，通常由电容和电阻组成
输出电压与输入电压成积分关系的电路为积分电路，通常由电阻和电容组成

电路及特点及参数计算-积分电路

此电路为线性电路，可以使用虚短、虚断来分析vP=vN=0
电容：电容器所带电量Q与电容器两极之前电压U的比值

电流：单位时间内通过导体某一个横截面积的电荷量



RC为积分时间常数，影响积分速度RC越大，速度越慢
RC越小速度越快

电路及特点及参数计算-微分电路

由于微分电路的输出电压与输入电压的变化率成比例，而电路中的干扰信号都是迅速变化的高频信号，因此微分运算电路的抗干扰能力差
如果输入信号含有高频噪声，则输出噪声也会很大
应用中该电路常出现高频干扰、产生自激振荡等问题，所以很少直接应用

二、滤波器

什么是滤波器

利用滤波器可以对频率进行选择，过滤到噪声和干扰信号，保留下有用信号
工程上常用来进行信号调理、数据传递、抑制干扰
较低频率信号包含较高评论干扰滤波器用来滤除无用信号

滤波器分类

功能特性：低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）、带阻（BEF）滤波、全通滤波器
器件特点：
无源滤波器：RLC滤波器、晶体滤波器 、压电陶瓷、声表面波滤波器(SAW)、机械滤波器
有源滤波器：RC有源滤波、开关电容滤波器(SCF）
信号形式：模拟滤波器、数字滤波器

有源无源的电路结构区别

无源滤波器：只用一些无源元件（电阻、电容、电感）组成

有源滤波器：用无源元件与有源元件（三极管、场效应管、集成运放）组成

通带与阻带

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成为截止频率，按照通带和阻带的相互位置不同
滤波器通常可分为4种基本类型低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器
低通滤波器：容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置

参数

1.特征频率：[fp=wp/(2π)]截止频率是指信号从滤波器通过的最高频率，当信号的频率大于截止频率时，它将不会被滤波器通过
截止频率分为通带截止频率和阻带截止频率两种
2.阻带截频:[fr=wr/(2π)]把受阻而衰减的频率信号范围叫做阻带

转折频率:[fc=wc/(2π)]两条渐近线相交点的频率，这个频率称为转折频率，又名转角频率
固有频率:[f0=w0/(2π)]电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率
3.转折频率:[fc=wc/(2π)]两条渐近线相交点的频率，这个频率称为转折频率，又名转角频率
4.固有频率:[f0=w0/(2π)]电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率
5.增益与衰耗
1.对低通滤波器通带增益Kp一般指w=0时的增益；高通指w→∞时的增益；带通则指中心频率处的增益
2.对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数
3.通带增益变化量△Kp指通带内各点增益的最大变化量，如果△Kp以dB为单位，则指增益dB

阻尼系数与品质因数
阻尼系数是表征滤波器对角频率为W0信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标
阻尼系数的倒数称为品质因数，是评价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标，Q=w0/△w，式中的△w为带通或带阻滤波器的3dB带宽，w0为中心频率
灵敏度:滤波电路由许多元件构成，每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能
滤波器某一性能指标y对某一元件参数x变化的灵敏度记作Sxy，定义为：Sxy=(dy/y)/(dx/x)该灵敏度越小，标志着电路容错能力越强，稳定性也越高

三、一阶低通滤波器

什么是一阶低通滤波器

从零到某一截止频率Wc的低频信号通过，而对于大于阻带频率Ws的所有频率全部衰减

低通滤波器特性

为减小负载效应，可以在输出端串接一个电压跟随器，就构成一个简单的一阶有源低通滤波器
电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗很低，因此其带负载能力得到加强
若使用比例运算电路代替电压跟随器，则既可以提高增益，又可以降低负载效应
由于集成运放所限，有源滤波电路不适于高电压大电流负载，工作频率目前还不高

电路及相关特性

四、一阶高通滤波器

什么是一阶高通滤波器

让高频截止频率Wc的高频信号通过，而对从0到阻带频率Ws的低频频率受到衰减
高通滤波器和低通滤波器具有对偶关系，将图所示电路中的R、C元件位置对调，就构成一阶高通滤波器

电路及相关特性

五、电压比较器

什么是电压比较器

电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路
常用的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、窗口比较器、三态电压比较器等

比较器特性

集成运放工作在非线性区的特点
净输入电流为0
uP>uN时，uO＝＋UOM；
uP<uN时，uO＝－UOM；

过零比较器

UT＝0
UOH＝＋UOM，UOL＝－UOM
uI>0时uO＝－UOM，uI<0时uO＝+UOM

集成运放的净输入电压等于输入电压，为保护集成运放的输入端，需加输入端限幅电路

输出限幅电路

一般单限电压比较器

六、滞回比较器

什么是滞回比较器

滞回比较器又称施密特触发器，迟滞比较器
这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传输特性具有“滞回”曲线的形状
长期以来，模拟比较器的使用一直处在它的“同伴”――运算放大器的阴影之中

比较器特性

单限比较器的优点是电路结构简单，灵敏度高
主要缺点是抗干扰能力差
如果输入电压因受干扰或噪声的影响，单限比较器的输出端电压将会在高、低两种电平之间频繁地反复跳变，使电路不能稳定工作

工作原理及电压传输特性

R1=10kΩ，R2=20kΩ，UOM=12V，UR=9V,当输入ui为如图所示的波形时，画出输出uo的波形

总结

1、滤波器的作用是什么？
2、（1）什么是低通滤波器？（2）什么是高通滤波器？
3、常用的电压比较器有那些？
4、滞回比较器还有那些名称？

题1
利用滤波器可以对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号；工程上常用来进行信号调理、数据传递和抑制干扰
题2
1.让从零到某一截止频率Wc的低频信号通过，而对于大于阻带频率Ws的所有频率全部衰减
2.让高于截止频率Wc的高频信号通过，而对从0到阻带频率Ws的低频频率受到衰减
题3
单限比较器、窗口比较器、滞回比较器、三态电压比较器
题4
滞回比较器又称施密特触发器、迟滞比较器