《滤波器快速新设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《滤波器快速新设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、滤波器快速新设计(a)带通（b）带阻图1 滤波器的幅频特性(a)低通（b）高通 二、有源二、有源滤波器波器设计的一般考的一般考虑 理想的滤波器应在要求的频带内具有均匀而稳定的增益，在通带外则具有无穷大的衰减。实际滤波器不可能达到这种性能，只能采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。 用运放和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点，本节就介绍这种滤波器的快速设计方法。 关于滤波器类型的选择 常用的类型有：一、二阶滤波电路、无限增益多环反馈型、压控电压源型。 级数选择 一阶滤波器可获得-6dB每倍频程（-20dB每十倍频程）的衰减；二阶滤波器可获得-12dB每倍频程（-40dB每十倍频程）的衰
2、减。多级滤波器串接时传输函数总特性的阶数等于各级阶数之和。若要获得-mdB每倍频程的衰减，则阶数n应满足nm/6 。 对运放的要求 开环增益在80dB以上，单位增益带宽BWG（23）AFfH ，fH是工作频率的上限，AF是滤波通带的传输系数。 如果滤波器的输入信号很小，则选低漂移运放；对于超低频RC网络中电阻很大时，应选低漂移高输入阻抗的运放。 元器件的选择 一般设计时是给定截止频率fc、带内增益AV以及品质因数Q。对RC网络是先根据频率范围选定电容，再计算电阻。参见表1 。 表1 滤波器工作频率与电容取值的对应关系F （110）Hz （10102）Hz （102103）Hz （110）kHz
3、（10102）kHz （102103）kHzC（2010)F （100.1)F (10.1)F (104103)pF (103102)pF (10210)p 表4.5.1中所标的频率，对低通滤波器是上限频率，对高通滤波器是下限频率，对带通滤波器和带阻滤波器是中心频率。图4.5.2 二阶RC有源低通滤波器(a)压控电压源电路（VCVS)(b)无限增益多路反馈电路(MFB) 三、三、 滤波器的快速波器的快速设计方法方法 快速设计是通过查表的方式来确定滤波器电路的组成及元件参数。 在设计滤波器时，通常给定的性能指标有截止频率fc或截止角频率c ，带内增益AV，以及滤波器的品质因数Q。对于二阶低通滤波
4、器，通常取Q=0.707 。 已知条件 响应特性（巴特沃斯或切比雪夫）、电路形式（VCVS或MFB）、类型（低通、高通、带通、带阻 ）、性能参数（fc、AV、Q或BW)图4.5.3 幅频特性与Q的关系 设计步骤 根据截止频率fc从表1中选定电容C的标称值，计算参数 K: 通常使 1K10 从设计表中查出与AV对应的电容值及K1时的电阻值。再将这些电阻值乘以参数K、得电阻的设计值。 例例 设计一个二阶压控电压源低通滤波器，要求截止频率fc=2kHz, 增益AV=2。 解：电路如图，运放为741。 由fc=2kHz 查表取C=0.01F 。 查表得AV=2 时，C1=C=0.01F； K=1时，R
5、1=1.126k,R2=2.250k,R3=6.752k, R4=6.752k. 将以上电阻值乘以K=5 得： R1=5.63k, R2=11.25k, R3=R4=33.76k1.8.3 预习要求要求 1.RC滤波器的种类和特性。 2.RC滤波器的电路组成和工作原理。1.8.4 实验仪器和器和设备 模模拟电路路实验箱一个（自箱一个（自带电源），双踪示波器一台，源），双踪示波器一台，万用表一只。万用表一只。1.8.5 实验内容及步内容及步骤 一、一、设计任任务 使用运放使用运放设计一个截止一个截止频率率为fc、带内增内增益益为AV、品、品质因数因数为Q的的压控控电压源型二源型二阶有源有源滤波器。波器。（具体参数（具体参数值由由实验指指导教教师给定）。定）。 二、搭接二、搭接电路路验证所所设计电路的功能，用描点法路的功能，用描点法测绘频率特性曲率特性曲线，测出截止出截止频率率为fc和和带内增益内增益为AV 。 三、撰写三、撰写设计报告（含告（含详细设计过程、程、实验结果、器果、器材清材清单）。）。 四、四、现场演示、演示、检验，回答，回答问题。1.8.6 实验报告的要求告的要求 提交提交设计报告。告。实验箱上可箱上可选用元件用元件数字电路实验七 5分频器的设计的具体要求输入1班的输出要求2班的输出要求2班的输出要求
