《有源濾波電路》ppt課件

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1、第二十二講有源濾波電路一、概述二、低通濾波器三、高通、帶通、帶阻濾波器四、狀態(tài)變量型濾波器1.濾波電路的功能使指定頻段的信號(hào)順利通過，其它頻率的信號(hào)被衰減。2.濾波電路的種類低通濾波器（LPF）通帶放大倍數(shù)通帶截止頻率下降速率理想幅頻特性無過渡帶一、概述用幅頻特性描述濾波特性，要研究、(fP、下降速率)。uA&高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF））全通濾波器（APF））理想濾波器的幅頻特性(濾波電路的種類)阻容耦合通信電路抗已知頻率的干擾f-φ轉(zhuǎn)換空載時(shí)帶負(fù)載時(shí)3.無源濾波電路和有源濾波電路負(fù)載變化，通帶放大倍數(shù)和截止頻率均變化。無源濾波電路的濾波

2、參數(shù)隨負(fù)載變化；有源濾波電路的濾波參數(shù)不隨負(fù)載變化，可放大，不能輸出高電壓大電流。有源濾波電路用電壓跟隨器隔離濾波電路與負(fù)載電阻二、低通濾波器1.同相輸入對(duì)于LPF，頻率趨于0時(shí)的放大倍數(shù)即為通帶放大倍數(shù)。求解傳遞函數(shù)時(shí)，只需將放大倍數(shù)中的j?用s取代即可。一階LPF經(jīng)拉氏變換得傳遞函數(shù)頻率趨于0時(shí)的放大倍數(shù)為通帶放大倍數(shù)決定于RC環(huán)節(jié)表明進(jìn)入高頻段的下降速率為－20dB/十倍頻（1）一階電路1.同相輸入（1）一階電路：幅頻特性為了使過渡帶變窄，需采用多階濾波器，即增加RC環(huán)節(jié)。在Au(s)表達(dá)式分母中s的方次就是濾波器的階數(shù)。（2）簡(jiǎn)單二階LPF分析方法：電路引入了負(fù)

3、反饋，利用KCL，或節(jié)點(diǎn)電壓法求解輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系。（2）簡(jiǎn)單二階LPF截止頻率fp=(0.5((53)0.5-7)0.5≈0.374f0（3）壓控電壓源二階LPF引入正反饋為使fp=f0，且在f=f0時(shí)幅頻特性按－40dB/十倍頻下降。f→0時(shí)，C1斷路，正反饋斷開，放大倍數(shù)為通帶放大倍數(shù)；f→∞，C2短路，正反饋不起作用，放大倍數(shù)小→0；因而有可能在f=f0時(shí)放大倍數(shù)等于或大于通帶放大倍數(shù)。對(duì)于不同頻率的信號(hào)正反饋的強(qiáng)弱不同。壓控電壓源二階LPF的分析列P、M點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓方程，然后整理，可得：壓控電壓源二階LPF的分析2.反相輸入低通濾波器積分運(yùn)算電路的傳遞函

4、數(shù)為加R2后，f→0，C斷開，通帶放大倍數(shù)，OOO三、高通、帶通、帶阻有源濾波器1.高通濾波器（HPF）與LPF有對(duì)偶性，將LPF的電阻和電容互換，就可得一階HPF、簡(jiǎn)單二階HPF、壓控電壓源二階HPF電路。2.帶通濾波器（BPF）3.帶阻濾波器（BEF）fH＜fLfH＞fL四、狀態(tài)變量型濾波器要點(diǎn)：將比例、積分、求和等基本運(yùn)算電路組合成自由設(shè)置傳遞函數(shù)、實(shí)現(xiàn)各種濾波功能的電路，稱為狀態(tài)變量型濾波器。通帶放大倍數(shù)決定于負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。利用“逆運(yùn)算”方法。f→0時(shí)負(fù)反饋?zhàn)顝?qiáng)，A1輸出電壓→0；f→∞時(shí)C相當(dāng)于短路，A2輸出電壓→0，電路開環(huán)，A1輸出電壓→±UOM，工作到非線性

5、區(qū)；需引入負(fù)反饋決定通帶放大倍數(shù)。四、狀態(tài)變量濾波器二階電路的組成運(yùn)算電路與有源濾波器的比較相同之處電路中均引入深度負(fù)反饋，因而集成運(yùn)放均工作在線性區(qū)。均具有“虛短”和“虛斷”的特點(diǎn)，均可用KCL求解電路。不同之處運(yùn)算電路研究的是時(shí)域問題，有源濾波電路研究的是頻域問題；測(cè)試時(shí)，前者是在輸入信號(hào)頻率不變或直流信號(hào)下測(cè)量輸出電壓與輸入電壓有效值或幅值的關(guān)系，后者是在輸入電壓幅值不變的情況下測(cè)量輸出電壓幅值與輸入電壓頻率的關(guān)系。運(yùn)算電路用運(yùn)算關(guān)系式描述輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系，有源濾波器用電壓放大倍數(shù)的幅頻特性描述濾波特性。雙T網(wǎng)絡(luò)A1組成HPF電路為L(zhǎng)PF討論