《有源濾波電路 》ppt課件

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1、第三節(jié)有源濾波電路引言一、低通濾波器二、高通濾波器三、帶通濾波器四、帶阻濾波器電子引言濾波電路主要有以下四種基本類型：①低通濾波器②高通濾波器③帶通濾波器④帶阻濾波器Af(ω)10-310-210-1100101102ω/ω0通帶阻帶Af(ω)10-210-1100101102ω/ω0通帶阻帶Af(ω)ω1ω0ω2ω通阻阻0Af(ω)ω1ω0ω2ω通阻0通無(wú)源濾波器只用一些無(wú)源元件(R、L、C)組成的濾波器有源濾波器第三節(jié)用無(wú)源元件和有源元件組成的濾波器(a)圖中(b)圖中它們的截止角頻率是無(wú)源濾波電路存在的問(wèn)題（1）電路的增益小，最大為1（2）帶負(fù)載能力差第三

2、節(jié)如在無(wú)源濾波電路輸出端接一負(fù)載電阻RL，則其截止頻率和增益均隨RL而變化。式中可見(jiàn)有源濾波電路特點(diǎn)：(1)電路的增益得到提高(2)運(yùn)放本身對(duì)RC網(wǎng)絡(luò)影響小(3)帶負(fù)載能力強(qiáng)(4)運(yùn)放工作在線性區(qū)第三節(jié)一、低通濾波器(一)一階電路低通濾波器用來(lái)通過(guò)低頻信號(hào)，抑制或衰減高頻信號(hào)。稱為濾波電路增益或電壓傳遞函數(shù)。-+輸出電壓為傳遞函數(shù)通帶電壓放大倍數(shù)通帶截止角頻率第三節(jié)幅頻特性為結(jié)論1.改變電阻Rf和R1的阻值可調(diào)節(jié)通帶電壓放大倍數(shù)2.改變截止頻率，應(yīng)調(diào)整RC一階電路缺點(diǎn)當(dāng)ω≥ωo時(shí)，幅頻特性衰減太慢，以－20dB/10倍頻程的速率下降，與理想的幅頻特性相差甚遠(yuǎn)。第

3、三節(jié)(二)簡(jiǎn)單二階電路為了得到較好的濾波效果，通常采用兩節(jié)RC低通網(wǎng)絡(luò)上再接一集成運(yùn)放。-+設(shè)解得其中令為通帶截止角頻率第三節(jié)簡(jiǎn)單二階低通濾波電路的幅頻特性10ω/ω010.370.10-3dB-40dB/十倍頻由幅頻特性可見(jiàn)ω>>ω0時(shí)衰減的斜率為－40dB/十倍頻。但在ω0附近，其幅頻特性與理想的低通濾波特性相差較大。改進(jìn)-+將電容C1的接地端改接到集成運(yùn)放的輸出端。第三節(jié)-+只要參數(shù)合適(1)該電路在f0附近形成正反饋，不致造成自激振蕩，使f0附近的電壓放大倍數(shù)得到提高。(2)當(dāng)ω<<ω0時(shí)，電容C1阻抗大，反饋信號(hào)較弱，對(duì)電壓放大倍數(shù)影響不大。(3)當(dāng)ω

4、>>ω0時(shí)，輸入信號(hào)被C2衰減，輸出電壓的幅值小，反饋信號(hào)較弱，對(duì)電壓放大倍數(shù)影響不大。第三節(jié)定量分析-+10ω/ω010.0110-30-3dB-40dB/十倍頻0.13dB(1)當(dāng)ω<<ω0時(shí)，Af(ω)/Af=1,即20lg[Af(ω)/Af]=0dB(2)當(dāng)ω=ω0時(shí)，Af(ω)/Af=幅值下降了3dB,ω0是電路的通帶截止角頻率第三節(jié)阻尼系數(shù):(4)Q大小主要影響Af(ω)在ω0附近的情況，Q值越大，Af(ω0)越大。Q＝2時(shí)幅頻特性。結(jié)論將電容C1接地的一端改接到運(yùn)放的輸出端，形成正反饋后，可使Uo的幅值在ω≈ω0范圍內(nèi)得到加強(qiáng)，如果Q值合適，其幅頻

5、特性比較接近理想情況。(3)當(dāng)ω=10ω0時(shí)，說(shuō)明阻帶區(qū)內(nèi)Af(ω0)以每十倍頻40dB(100倍)的速率衰減。第三節(jié)10ω/ω010.0110-30-3dB-40dB/十倍頻0.13dB二、高通濾波器理想的高通濾波器幅頻特性Af(ω)10-210-1100101102ω/ω0通帶阻帶高通濾波器與低通濾波器具有對(duì)偶關(guān)系，低通濾波器電阻與電容位置互易就可得到高通濾波器。如：-+一階高通濾波器-+二階高通濾波器第三節(jié)二階壓控型高通濾波器-+10ω/ω010.0110240dB/十倍頻0.13dB10110010-110-2第三節(jié)三、帶通濾波器帶通濾波器只讓某一頻段的

6、信號(hào)通過(guò)，而將此頻段外的信號(hào)加以抑制或衰減，其理想幅頻特性如圖：Af(ω)ω1ω0ω2ω通阻阻0帶通濾波器可由以ω1為截止角頻率的高通濾波器和以ω2為截止角頻率的低通濾波器串聯(lián)而成。其組成原理為：低通高通低通高通通阻阻第三節(jié)帶通濾波器電路圖-+HPFMLPF低通高通稱為通帶電壓放大倍數(shù)注意Abw不同于Af，Af應(yīng)小于3，否則電路不能穩(wěn)定工作。幅頻特性結(jié)論Q值越大，帶通濾波器通帶寬度越窄，選擇性越好。ω/ω010110010-1第三節(jié)四、帶阻濾波器帶阻濾波器用來(lái)專門(mén)抑制某一頻段的信號(hào)，而讓此頻段以外的所有信號(hào)通過(guò)，其理想幅頻特性如圖：帶阻濾波器可由一個(gè)高通濾波器和

7、一個(gè)低通濾波器并聯(lián)而成?；蛴蓭V波器與一減法器相連而成。Af(ω)ω1ω0ω2ω通阻0通低通高通低通高通通阻通第三節(jié)帶阻濾波器電路圖幅頻特性-+10110010-1ω/ω0第三節(jié)結(jié)束Af(ω)10-310-210-1100101102ω/ω0通帶阻帶Af(ω)10-210-1100101102ω/ω0通帶阻帶Af(ω)ω1ω0ω2ω通阻阻0Af(ω)ω1ω0ω2ω通阻0通ω