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1、1.5 有 源 滤 波 器（书7.1节）1.5.1 滤波器的基本概念滤波器的基本概念（书（书7.1.1节）节）1.5.2 一阶有源滤波电路（书一阶有源滤波电路（书7.1.2节）节）1.5.3 二阶有源滤波电路（书二阶有源滤波电路（书7.1.3节）节）幅度频率特性幅度频率特性相位频率特性相位频率特性 幅频特性是描绘输入信号幅度幅频特性是描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。即而变化的规律。即 相频特性是描绘输出信号与输入相频特性是描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化而变化信号之间相位差随频率变化而变化的规律。即的规律。即一、频率响应（频率
2、特性）一、频率响应（频率特性） 放大器的电压放大倍数与频率的关系放大器的电压放大倍数与频率的关系1.5.1 滤波器的基本概念滤波器的基本概念7/28/20242二、二、典型典型频率特性曲线：频率特性曲线：1 1、：中频放大倍数2、fL : 下限截止频率（下边频）3、fH : 上限截止频率（上边频）4、 f : 通频带（BW）半功率点波特图波特图（Bode）dB(decibel):分贝分贝 Au(db)=20logAuAu: 10 102 103 10-1 10-2 Au(db): 20 40 60 -20 -40 -3折线化对数分度（扩大视野）特点：优点：1、乘加 2、人耳对声能的辨别能力与其
3、对数成正比7/28/20244上节课内容提要上节课内容提要一、非正弦波振荡电路一、非正弦波振荡电路 1、矩形波振荡电路、矩形波振荡电路 构成：比较器或构成：比较器或555定时器；定时器； 工作原理分析；工作原理分析； 参数分析：幅度、周期（频率）、占空比。参数分析：幅度、周期（频率）、占空比。 2、三角波振荡电路、三角波振荡电路 电路结构、工作原理、参数分析电路结构、工作原理、参数分析二、有源滤波器的基本概念二、有源滤波器的基本概念 1、频率响应（频率特性）、频率响应（频率特性） 2、频率特性曲线及波特图、频率特性曲线及波特图 保保留留有有用用的的频频率率分分量量，剔剔除除无无用用的的频频率率
4、分分量量的的元元器件。器件。1. 滤波器的分类滤波器的分类 有有源源滤滤波波器器实实际际上上是是一一种种具具有有特特定定频频率率响响应应的的放放大大器器。它它是是在在运运算算放放大大器器的的基基础础上上增增加加一一些些R、C等等无源元件而构成的。无源元件而构成的。 通常有源滤波器分为：通常有源滤波器分为： 低通滤波器（低通滤波器（LPF） 高通滤波器（高通滤波器（HPF） 带通滤波器（带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（带阻滤波器（BEF）它们的幅度频率特性曲线如图所示。它们的幅度频率特性曲线如图所示。 三三. . 滤波器滤波器2. 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
5、一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。3. 滤波器的传递函数滤波器的传递函数一阶低通网络一阶低通网络截止频率截止频率一阶高通网络一阶高通网络截止频率二阶低通网络二阶低通网络0品质因数品质因数高阶网络特性高阶网络特性n阶阶 一般而言，实际高阶滤波电路可由若干一阶，二阶滤波电路级联而成。4. 滤波器的主要技术指标（1）通带增益Auf 通通带带增增益益是是指指滤滤波波器器在在通通频频带带内内的的电电压压放放大大倍倍数数。性性能能良良好好的的LPF通通带带内内的的幅幅频频特特性性曲曲线线是是平平坦坦的的，阻阻带带内内的的电电压压放放大大倍倍数数基基本为零。本为零。 （2
6、）通带截止频率fo与与放放大大电电路路的的截截止止频频率率相相同同。通通带带与与阻阻带带之之间间称称为为过过渡渡带带，过过渡渡带带越越窄窄，说说明滤波器的选择性越好。明滤波器的选择性越好。1.5.2. 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路 一阶低通滤波器的电路如图。一阶低通滤波器的电路如图。当当 0时时，通通带带内内的的增增益益为为该传递函数式的样子与一阶该传递函数式的样子与一阶RC低通网络的传递函低通网络的传递函数表达式差不多，只是后者缺少通带增益数表达式差不多，只是后者缺少通带增益Auf这一这一项。项。一阶低通滤波器的传递函一阶低通滤波器的传递函数如下数如下其中其中图中虚线为理想的情况，实线为
7、实际的情图中虚线为理想的情况，实线为实际的情况。特点是电路简单，阻带衰减太慢，况。特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。选择性较差。1. 二阶低通有源滤波电路 为了改善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，构成简单的二阶有源滤波电路。1.5.3. 二阶有源滤波电路（2 2）传递函数）传递函数设C1=C2=C（1 1）通带增益）通带增益（1）二阶压控）二阶压控LPF 二阶压控型低通有源滤波器如图所示。其中的一个电容器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。 二阶压控型低通滤波器 （2 2）传递函数）传递函数上上式式表表明明，该该滤滤波波器器的的通通带带增增益益应应小小
8、于于3 3，才才能保障电路稳定工作。能保障电路稳定工作。对于节点对于节点U U1 1 , 可以列出方程可以列出方程联立求解以上三式，可得联立求解以上三式，可得LPF的传递函数的传递函数(3）频率响应）频率响应 由传递函数可以写出频率响应的表达式由传递函数可以写出频率响应的表达式当当 时，上式可以化简为时，上式可以化简为定义有源滤波器的等效品质因数定义有源滤波器的等效品质因数Q值值 二阶压控型有源高通滤波器的电路图2. 二阶高通有源滤波器(HPF) (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3. 二阶带通有源滤波器(BPF)带通滤波器是由低通RC环节和高通RC环节组合而
9、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。4. 二阶带阻有源滤波器(BEF)第一讲内容总结第一讲内容总结一、集成运放一、集成运放（一）集成运放的基本特性（一）集成运放的基本特性 1、放大差模、抑制共模、放大差模、抑制共模 2、差模信号和共模信号的概念、差模信号和共模信号的概念 3、主要技术指标、主要技术指标 a. 开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数 b. 开环共模电压放大倍数开环共模电压放大倍数 c. 共模抑制比共模抑制比（二）理想运放（二）理想运放 1、线性区：、线性区：“虚短虚短”和和“虚断虚断” 2、非线性区：正、负最、非线性区：正、负最大值大值
10、二、集成运放运算电路二、集成运放运算电路1、比例运算，加减运算，微分和积分运算、比例运算，加减运算，微分和积分运算2、掌握基本电路的构成、电路的分析方法、掌握基本电路的构成、电路的分析方法（利用运放工作在线性区的特性），注意（利用运放工作在线性区的特性），注意分析结果是否反映物理本质（输出信号与分析结果是否反映物理本质（输出信号与输入信号间的关系）。输入信号间的关系）。三、波形整形电路（运放的非线性应用）三、波形整形电路（运放的非线性应用）1、比较器和、比较器和555定时器的电路结构、工作原定时器的电路结构、工作原理、分析方法。理、分析方法。2、施密特触发器和单稳态触发器的工作原理、施密特触发器和单稳态触发器的工作原理、分析方法。分析方法。四、非正弦波振荡电路四、非正弦波振荡电路1、矩形波和三角波、矩形波和三角波2、掌握工作原理、分析方法和参数分析。、掌握工作原理、分析方法和参数分析。五、有源滤波器五、有源滤波器 1、基本概念：频率响应、滤波器的作用、滤波器、基本概念：频率响应、滤波器的作用、滤波器的分类的分类 2、滤波器的分析方法：传递函数及频率特性曲线。、滤波器的分析方法：传递函数及频率特性曲线。 3、有源滤波器的优点：能够放大、有源滤波器的优点：能够放大Auf； 带负载后不改变通频带。带负载后不改变通频带。 高阶滤波器的优点：选频特性好。高阶滤波器的优点：选频特性好。
