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1、对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路。,它的功能是使特定频率范围内的信号通过，而阻止其他频率信号 通过。有源滤波电路是应用广泛的信号处理电路。,7.3 有源滤波电路,一、滤波电路的种类,7.3.1 滤波电路的基础知识,按照滤波电路的工作频带为其命名，分为低通滤波器（LPF）、 高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF） 和全通滤波器（APF）。,设截止频率为fP，频率低于fP的信号能够通过，高于fP的信号被衰 减的滤波电路称为低通滤波器；反之，频率高于f P 的信号能够通 过，而频率低于 fP 的信号被衰减的滤波电路称为高通滤波器。前 者可以作为直流电源整流后的滤波
2、电路，以便得到平滑的直流电 压；后者可以作为交流放大电路的耦合电路，隔离直流成分， 只放大频率高于fP的信号。,设低频段的截止频率为fP1，高频段的截止频率为fP2，频率为fP1到 fP2之间的信号能够通过，低于fP1和高于fP2的信号被衰减的滤波电 路称为带通滤波器；反之，频率低于fP1和高于fP2的信号能够通过， 而频率在fP1到fP2之间的信号被衰减的滤波电路称为带阻滤波器。 前者常用于载波通讯或弱信号提取等场合，以提高信噪比；后者 常用于在已知干扰或噪声频率的情况下，阻止其通过。,全通滤波器对于频率从零到无穷大的信号具有同样的比例系数， 但对于不同频率的信号将产生不同的相移。,理想滤波
3、电路的幅频特性如图所示，允许通过的频段称为通带， 将信号衰减到零的频段称为阻带。,称为通带中输出电压与输入电压之比,为通带放大倍数。,二、滤波器的幅频特性,实际上，任何滤波器均不可能具备理想滤波电路的幅频特性，在 通带和阻带之间存在着过渡带。,低通滤波器的实际幅频特性曲线如图所示：,是频率等于零时输出电压与输入电压之比。,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。,三、无源滤波电路和有源滤波电路,若滤波电路仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无 源滤波电路。若滤波电路由无源元件和有源元件（双极型管、单 极型管、集成运放）共同组成，则称为有源
4、滤波电路。,电路如图所示：,1、无源低通滤波器,电路带上负载后如图所示,2、有源滤波电路,为了使负载不影响滤 波特性，可在无源滤 波电路和负载之间加 一个高输入电阻、低输出电阻的隔离电路，最简单的方法是加一个电压跟随器，就构成了有源滤波电路，电路如图所示：,有源滤波电路一般由 RC 网络和集成运放组成，因而必须在合适 的直流电源供电的情况下才能起滤波作用，与此同时还可以进行 放大。组成电路时应选用带宽合适的集成运放。有源滤波电路不 适于高电压大电流的负载，只适用于信号处理。通常，直流电源 中整流后的滤波电路均采用无源电路；且在大电流负载时，应采 用LC（电感、电容）电路。,四、有源滤波电路的传
5、递函数,图示电路的传递函数为：,在分析有源滤波电路时，一般都用“拉氏变换”，将电压与电流变 换成“像函数”U（s）和I（s）。,将s换成j，便可得到放大倍数。令s = 0，即= 0，就可得到通带放大倍数。传递函数分母中 s 的最高指数称为滤波器的阶数。 上式表明，该图示电路为一阶低通滤波器。,1、一阶电路,电路如图所示：,其传递函数为：,7.3.2 低通滤波器,一、同相低通滤波器,用j取代s，且令,得到电压放大倍数,式中 f0 称为特征频率。,令 f = 0，可得到通带放大倍数：,当 f = f0时，,故通带截止频率 f P = f0 。,幅频特性如图所示：,当 f f0时，,曲线按-20dB/十倍频下降。,7.3.3 其他滤波电路,7.3.4 开关电容滤波器,7.3.5 状态变量型有源滤波器,7.4 电子信息系统预处理中所用放大电路,自学,第02讲 结束,智者千虑，必有一失； 愚者千虑，必有一得。 水至清则无鱼，人至察则无徒。 知者减半，愚者全无。,增广贤文,
