《经典常用滤波电路收藏版ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《经典常用滤波电路收藏版ppt课件.ppt（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、有 源 滤 波 电路 滤波器是一种能使有用信号通过 滤除信号中无 用频率 即抑制无用信号的电子装置 滤波器的用途 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 1 有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的 放大器 它是在运算放大器的基础上增加一些R C等无源元件而构成的 低通滤波器 LPF 高通滤波器 HPF 带通滤波器 BPF 带阻滤波器 BEF 有源滤波电路的分类 2 低通滤波器的主要技术指标 1 通带增益Avp 通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大 倍数 性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是 平坦的 阻带内的电压放大倍数基本为零 2 通带截止频率fp 其定义与放大电路
2、的上限截止频率相同 通带与阻带之间称为过渡带 过渡带越窄 说 明滤波器的选择性越好 3 一阶有源滤波器 电路特点是电路简单 阻 带衰减太慢 选择性较差 RC低通 电压放大倍数 传递函数 为 2 传递函数 当 f 0时 电容视为开路 通 带内的增益为 1 通带增益 4 3 幅频响应 一阶LPF的幅频特性曲线 5 简单二阶低通有源滤波器 为了使输出电压在高频段以更快的速率下降 以改 善滤波效果 再加一节RC低通滤波环节 称为二阶 有源滤波电路 它比一阶低通滤波器的滤波效果更好 二阶LPF 二阶LPF的幅频特性曲线 6 1 通带增益 当 f 0 或频率很低时 各 电容视为开路 通带内的增 益为 2
3、传递函数 通常有C1 C2 C 联立求解以上三式 可得 滤波器的传递函数 7 3 通带截止频率 将s换成 j 令 可得 解得截止频率 当 时 上式分母的模 与理想的二阶波特图相比 在超过 以后 幅频特性以 40 dB dec的速率下降 比一阶 的下降快 但在通带截止频率 之间幅 频特性下降的还不够快 8 二阶压控型低通有源滤波器中的一个电容器C1原来是接 地的 现在改接到输出端 显然C1的改接不影响通带增益 二阶压控型LPF 二阶压控型低通滤波器 二阶压控型LPF的幅频特性 9 2 二阶压控型LPF的传递函数 上式表明 该滤波器的通带增益应小于3 才 能保障电路稳定工作 N节点的电流方程 联立
4、求解以上三式 可得LPF的传递函数 10 3 频率响应 由传递函数可以写出频率响应的表达式 当 时 上式可以化简为 定义有源滤波器的品质因数Q值为 时的 电压放大倍数的模与通带增益之比 11 以上两式表明 当 时 Q 1 在 处的电压增益将大于 幅频特性在 处将抬高 当 3时 Q 有源滤波器自激 由 于将 接到输出端 等于在高频端给LPF加了 一点正反馈 所以在高频端的放大倍数有所抬 高 甚至可能引起自激 12 二阶反相型低通有源滤波器 二阶反相型LPF是在反相比例积分器的输入端再 加一节RC低通电路而构成 反相型二阶LFP 改进型反馈反相二阶LFP 13 由图 传递函数为 频率响应为 N节点
5、的电流方程 以上各式中 14 二阶压控型HPF 有源高通滤波器 由此绘出的频率响应特性曲线 1 通带增益 2 传递函数 3 频率响应 令 则可得出频响表达式 15 结论 当 时 幅频特性曲线的斜率 为 40 dB dec 当 3时 电 路自激 二阶压控型HPF 频率响应 16 有源带通滤波器 BPF 和带阻滤波器 BEF 二阶压控型BPF 二阶压控型BEF 带通滤波器是由低通RC环节和高通RC环节组合而成的 要将 高通的下限截止频率设置的小于低通的上限截止频率 反之则为 带阻滤波器 要想获得好的滤波特性 一般需要较高的阶数 滤波器的设计 计算十分麻烦 需要时可借助于工程计算曲线和有关计算机辅助
6、 设计软件 有源带通滤波器 BPF 和带阻滤波器 BEF 17 解 根据f 0 选取C再求R 1 C的容量不易超过 因大容量的电容器体积大 价格高 应尽量避免使用 取 计算出 取 例1 要求二阶压控型LPF的 Q值为0 7 试求电路中的电阻 电容值 18 2 根据 值求 和 因为 时 根据 与 的关系 集成运放两输 入端外接电阻的对称条件 解得 19 实验八 运算放大器在信号方面的应用 调零电路 调整RW使输出为零 20 1 反相比例放大器 测量u0 计算Auf u0 ui ui 21 2 同相比例放大器 ui 测量u0 计算Auf u0 ui 22 3 跟随器 ui 测量u0 计算Auf u0 ui 23 4 微分电路 观察 u0 的输出波形 ui 24 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好
