孫肖子 謝松云 第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源+濾波器分析與設(shè)計(jì)

1、第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)模擬電子電路及技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子電路及技術(shù)基礎(chǔ)孫 肖 子西安電子科技大學(xué)第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)模擬電子電路與技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)是模擬電子電路與技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)是 “概念性、工程性、實(shí)踐性概念性、工程性、實(shí)踐性“強(qiáng)強(qiáng)！ “注重物理概念，采用工程觀點(diǎn)；注重物理概念，采用工程觀點(diǎn)； 重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)，善于總結(jié)對(duì)比；重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)，善于總結(jié)對(duì)比； 理論聯(lián)系實(shí)際，注意應(yīng)用背景；理論聯(lián)系實(shí)際，注意應(yīng)用背景； 尋求內(nèi)在規(guī)律，增強(qiáng)抽象能力。尋求內(nèi)在

2、規(guī)律，增強(qiáng)抽象能力?！钡诹碌诹?基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6.1 6.1 濾波器的概念濾波器的概念 濾波器是一種實(shí)現(xiàn)頻率選擇的信號(hào)處理電路。濾波器是一種實(shí)現(xiàn)頻率選擇的信號(hào)處理電路。 按其幅頻特性可分為低通、高通、帶通、按其幅頻特性可分為低通、高通、帶通、帶阻和全通五種電路。帶阻和全通五種電路。 濾波電路的模型濾波電路的模型 ouiusHsus 電壓傳遞函數(shù)exp( )OuuiUjHjHjjUj 6.1.1 6.1.1 濾波器的特性濾波器的特性第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)

3、計(jì)有源濾波器優(yōu)點(diǎn)有源濾波器優(yōu)點(diǎn) 1 1輸入阻抗高，輸出阻抗低，輸入、輸出之間具有優(yōu)良的隔離性輸入阻抗高，輸出阻抗低，輸入、輸出之間具有優(yōu)良的隔離性能能, ,所以各級(jí)之間均無(wú)阻抗匹配的要求；所以各級(jí)之間均無(wú)阻抗匹配的要求；2 2由于不使用電感，體積和重量大幅度減??；由于不使用電感，體積和重量大幅度減?。? 3在低頻段及超低頻段的濾波功能上，具有在低頻段及超低頻段的濾波功能上，具有LCLC濾波器無(wú)法比擬的濾波器無(wú)法比擬的優(yōu)越性，低端截止頻率甚至可以擴(kuò)展到優(yōu)越性，低端截止頻率甚至可以擴(kuò)展到 Hz,Hz,如果使用電位器、可變?nèi)绻褂秒娢黄鳌⒖勺冸娙萜?，有源濾波器的頻率精度可以達(dá)到電容器，有源濾波器的頻

4、率精度可以達(dá)到0.5%0.5%；3104 4在通頻帶內(nèi)傳遞函數(shù)的系數(shù)可以靈活調(diào)整在通頻帶內(nèi)傳遞函數(shù)的系數(shù)可以靈活調(diào)整, ,易于制作截止頻率或易于制作截止頻率或中心頻率連續(xù)可調(diào)的濾波器，且調(diào)整容易；中心頻率連續(xù)可調(diào)的濾波器，且調(diào)整容易；5 5、設(shè)計(jì)有源濾波器比設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)有源濾波器比設(shè)計(jì)LCLC濾波器更具靈活性，也可得到電壓增濾波器更具靈活性，也可得到電壓增益。益。第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)五種常用濾波器特性五種常用濾波器特性(a)低通濾波器 (b)高通濾波器 (c)帶通濾波器 (d)帶阻濾波器 (e)全通濾波器第六章第六章 基

5、于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6.1.2 6.1.2 理想濾波器的逼近方法理想濾波器的逼近方法 理想濾波器的幅頻特性曲線在工程上是不可能理想濾波器的幅頻特性曲線在工程上是不可能實(shí)現(xiàn)的，一可取的可實(shí)現(xiàn)方法是采用物理可實(shí)現(xiàn)函實(shí)現(xiàn)的，一可取的可實(shí)現(xiàn)方法是采用物理可實(shí)現(xiàn)函數(shù)來(lái)逼近這個(gè)傳輸特性，數(shù)來(lái)逼近這個(gè)傳輸特性，常用的逼近理想特性的可實(shí)現(xiàn)函數(shù)常用的逼近理想特性的可實(shí)現(xiàn)函數(shù) 最平幅度濾波器（最平幅度濾波器（ButterworthButterworth濾波器），濾波器）， 通帶等波紋濾波器（通帶等波紋濾波器（ChebyshevChebyshev濾波器），

6、濾波器）， 阻帶等波紋濾波器（阻帶等波紋濾波器（Inverse ChebyshevInverse Chebyshev濾波器），濾波器）， 通、阻帶等波紋濾波器（橢圓函數(shù)濾波器）通、阻帶等波紋濾波器（橢圓函數(shù)濾波器） 線性相位濾波器（又稱線性相位濾波器（又稱Bessel Bessel 濾波器）濾波器） 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)波器的傳輸函數(shù)波器的傳輸函數(shù) 11101110( ) (nm)mmnnnnsbsbsbH sAsasa sa和10, aa10,bb系數(shù)決定了濾波器的類(lèi)型巴特沃斯濾波器巴特沃斯濾波器 巴特沃斯濾波器是一

7、種巴特沃斯濾波器是一種最平低通響應(yīng)濾波器。其特最平低通響應(yīng)濾波器。其特點(diǎn)是幅頻響應(yīng)在通帶內(nèi)具有點(diǎn)是幅頻響應(yīng)在通帶內(nèi)具有最平坦的幅度，由通帶到阻最平坦的幅度，由通帶到阻帶衰減陡度較緩，相頻特性帶衰減陡度較緩，相頻特性具有非線性的特點(diǎn)。具有非線性的特點(diǎn)。 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì) 切比雪夫?yàn)V波器是切比雪夫?yàn)V波器是在通帶內(nèi)具有等紋波響在通帶內(nèi)具有等紋波響應(yīng)特性的濾波器應(yīng)特性的濾波器 2.2.切比雪夫?yàn)V波器切比雪夫?yàn)V波器第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)3. 3. 橢圓

8、濾波器橢圓濾波器 橢圓濾波器的特點(diǎn)是在通帶和阻帶中幅頻特性都不是單調(diào)平滑的，但有最陡峭的邊界特性。 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)4. 4. 貝塞爾濾波器貝塞爾濾波器 貝塞爾濾波器是群延遲具有最大平坦（線性相位響應(yīng)）特性的濾波器, 巴特沃思濾波器的幅頻特性與相頻特性都比較均衡，在實(shí)際中應(yīng)用最廣。切比雪夫?yàn)V波器的相位響應(yīng)較差。因此當(dāng)主要著眼于傳輸對(duì)各頻率分量的相對(duì)幅度要求較高而對(duì)它們的相位關(guān)系要求不嚴(yán)的信號(hào)（例如聲音信號(hào)）時(shí)，可選用切比雪夫?yàn)V波器。 若所傳輸?shù)氖菆D象，情況將完全相反。這時(shí)要求有線性的相頻特性而對(duì)幅度的某些變化則不作

9、苛求。為此，應(yīng)選擇以逼近相頻特性為側(cè)重點(diǎn)的貝塞爾近似函數(shù)。第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì).3二階濾波器的傳遞函數(shù)二階濾波器的傳遞函數(shù)：210210( )sbsbH sHsa sa 傳輸函數(shù)的分子、分母都是s的二次多項(xiàng)式的濾波器叫雙二次濾波器。其傳輸函數(shù)可表示為1.1.二階低通濾波器二階低通濾波器 202200(0)( )HH sssQ 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)22200( )( )HsH sssQ 2.2.二階高通濾波器二階高通濾波器 二階高

10、通濾波器的傳輸函數(shù) 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)002200()( )HsQH sssQ 3. 3. 二階帶通濾波器二階帶通濾波器傳輸函數(shù)00HLQBW第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)4.4.二階帶阻濾波器二階帶阻濾波器： 22022000 ()( )HsH sssQ 傳輸函數(shù)為 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì) 220022000 ()( )HssQH sssQ 5 5、二階全通濾波器、二階全通濾波

11、器二階全通濾波器的傳輸函數(shù) 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6 62 2 一階有源一階有源RCRC濾波器的電路實(shí)現(xiàn)濾波器的電路實(shí)現(xiàn)6.2.1 6.2.1 無(wú)源濾波電路無(wú)源濾波電路111111OuiHUj CAfUj RCRjj Cf無(wú)負(fù)載負(fù)載時(shí) 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)0/1/ /11/ / /1LLOLuiLLHRRUARRj CAfUjRRCRRjj CfLLRRRA0/12 (/ /)HLfRR C 帶虛線所示負(fù)載時(shí)通帶的電壓放大倍數(shù)為截止頻率第六章第六

12、章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6.2.2 6.2.2 一階有源低通濾波器一階有源低通濾波器02211211(1)(1)11 1Oiij CRRUUURRRj CRRUj RC0011OiiHHAAUUUfjjf2011RAR 122HHfRC 通帶增益上限頻率1 1）圖（）圖（a a）第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)2 2）圖（）圖（b b）2021121/ /()11uHRARRj CAjRj R Cj 021uHAAff幅頻特性()180arctanoHfjff 相頻特性

13、第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6 63 3二階有源二階有源RCRC濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)6.3.1 6.3.1 二階壓控電壓源型（二階壓控電壓源型（Shallen-keyShallen-key） 濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)Shallen-keyShallen-key濾波器也稱為有限增益正反饋濾波器，濾波器也稱為有限增益正反饋濾波器， 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)1 3512343142()(1)oFiFuA

14、 YYHuY YYYYY YYYA解得15Y -Y選取電阻和電容來(lái)代替中相應(yīng)的導(dǎo)納可構(gòu)成低通、高通、帶通等二階有源濾波電路111021231 41232520()()()() / iFuu Yuu Yuu YuYuu Yu YuuA221(1)foFfRuAuR列方程第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)、二階有源低通濾波電路、二階有源低通濾波電路llY1R 22YsC33Y1R 4Y055YsC設(shè)構(gòu)成右圖所示的二階有源低通濾波器第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)202220

15、000( )(0)(0)( )( )11oiusHHH su sssssQQ 傳遞函數(shù)2101325132551312(0)1 1 ()1fFfFRHARR R C CR R C CQCRRRCA 式中第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)200(0)()11HH jjQ對(duì)于正弦穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)22200(0)()11HH jQ 020/1/Qarctg 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)01/2Q 1/2Q Q ；（1）Q值的大小對(duì)幅頻特性在附近的影響較大（2）當(dāng)Q=0.578時(shí)，

16、稱為Bessel濾波器， 低通特性單調(diào)下降且通帶較窄（3）當(dāng)時(shí)，幅頻特性曲線最平坦（Butterworth）（4）當(dāng)Q=0.943時(shí)，稱為Chebyshev濾波器，（5）當(dāng)時(shí)，電路將產(chǎn)生自激振蕩。后，特性曲線將出現(xiàn)峰值，Q值越大，峰值越高（6）當(dāng)?shù)诹碌诹?基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)二、二階有源高通濾波電路11YsC221YR33YsC40Y 551YR設(shè) 則得到 Sallen-Key 二階有源高通濾波器第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)傳輸函數(shù)為 22220000( )()

17、()( )( )11oiusHHsH su sssQsQ s225153212513( )( )1111()FHsH sAssR CR CR CR R C C整理得21202513251321353R ( )1 1 R R C C (1)fFfFHARR R C CQRCCR CA 式中第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 200()11HH jjQ22200()11HH jQ 020/1/Qarctg 幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)三、二階Sa

18、llen-Key帶通濾波器11Y1/ R221YR33YsC44YsC551YR設(shè)得到二階有源帶通濾波電路第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)其傳輸函數(shù)為 1425453142434512( )1111111()()FFsA RCH sAssRCRCRCRCCC R RR014115352()1(1)FFAHR CRRAR CRR2034512111()C C RRR1234352112125341FR RCCC RRRAQRRR R R C C整理得 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾

19、波器分析與設(shè)計(jì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)000()()1HH jjQ02200()()1HH jQ 00arctgQ 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì).2二階無(wú)限增益多路反饋二階無(wú)限增益多路反饋(MFB)(MFB) 濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)列出節(jié)點(diǎn)方程 111021 4123123205200/0iuu YuuYuYuuYuuYuuYuu 得 01 35123423H siusYYusY YYYYY Y15YY適當(dāng)?shù)倪x擇可構(gòu)成低通、高通、帶通和帶阻濾波器 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器

20、的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)1.低通低通設(shè)設(shè)就構(gòu)成了二階低通濾波器就構(gòu)成了二階低通濾波器第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)傳輸函數(shù)傳輸函數(shù)通帶增益通帶增益中心頻率中心頻率式中：式中：等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)， ，2.高通高通設(shè)設(shè)就構(gòu)成二階多路負(fù)反饋高波濾波器就構(gòu)成二階多路負(fù)反饋高波濾波器第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)傳輸函數(shù)傳輸函數(shù)通帶增

21、益通帶增益中心頻率中心頻率等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)3.帶通帶通將將就構(gòu)成二階多路負(fù)反饋帶通濾波器就構(gòu)成二階多路負(fù)反饋帶通濾波器第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)傳輸函數(shù)傳輸函數(shù)通帶增益通帶增益中心頻率中心頻率等效品質(zhì)因數(shù)等效品質(zhì)因數(shù)第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì).3二階帶阻濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)二階帶阻濾波器的電路實(shí)現(xiàn)及工程設(shè)計(jì)1. 雙雙T網(wǎng)絡(luò)有源帶阻濾

22、波器網(wǎng)絡(luò)有源帶阻濾波器 無(wú)源雙無(wú)源雙T型電路型電路 等效電路等效電路第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)（1）無(wú)源）無(wú)源RC雙雙T網(wǎng)絡(luò)的頻率特性網(wǎng)絡(luò)的頻率特性雙雙T網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)式中式中第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性 相頻特性相頻特性幅頻特性 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)（2）有源雙）有源雙T帶阻濾波器帶阻濾波器傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)式中式中穩(wěn)態(tài)響

23、應(yīng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)202001()11FAHjjQ第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)：帶寬帶寬雙雙T有源帶阻濾波器幅頻特性有源帶阻濾波器幅頻特性第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)2. 用帶通和相加器組成帶阻濾波器用帶通和相加器組成帶阻濾波器用帶通和相加器組成帶阻濾波器的框圖用帶通和相加器組成帶阻濾波器的框圖第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6 64 4多功能有源多功能有源RCRC濾波器濾波器 （狀態(tài)變量濾波器）的工作原

24、理與工程設(shè)計(jì)（狀態(tài)變量濾波器）的工作原理與工程設(shè)計(jì).1多功能有源多功能有源RCRC濾波器（狀態(tài)變量濾波器）的工作原濾波器（狀態(tài)變量濾波器）的工作原理理二階狀態(tài)變量型有源濾波電路方框圖二階狀態(tài)變量型有源濾波電路方框圖第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)22102210( )b sb sbH sa sa sa二階狀態(tài)變量型有源濾波電路的傳遞函數(shù)二階狀態(tài)變量型有源濾波電路的傳遞函數(shù)01122( )( )Aia xa xUsa xU sss0122( )iaaU sx ass0122( )obbUsx bss傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)2

25、2102210( )( )( )oiUsb sb sbH sU sa sa sa由圖得：由圖得：第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)二階狀態(tài)變量型有源濾波器二階狀態(tài)變量型有源濾波器1( )( )BPHPUsUsRCs 1( )( )BPHPUsUss 211( )( )( )LPBPHPUsUsUsss 313321( )( )( )(1)( )/ / ( )( )( )HPiLPBPiLPBPRRUsU sUsUsRRRRU sUsUs 式中衰減系數(shù)式中衰減系數(shù)第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分

26、析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)22( )( )( )1HPHPiUssHsU sss2( )1( )( )1HPLPiUsHsU sss2( )( )( )1BPBPiUssHsU sss001,1H 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì).2集成多功能有源集成多功能有源RCRC濾波器濾波器UFA42UFA42 UAF42集成有源濾波器是精密運(yùn)算放大器、精密電阻和精密電容集成在一起的濾波器件 可以實(shí)現(xiàn)高通(HP)、低通(LP)、帶通(BP)和帶阻(BR)濾波器 主要性能特點(diǎn)如下：主要性能特點(diǎn)如下：具有高通、低通、帶通和帶阻濾波

27、器的設(shè)計(jì)功能；具有高通、低通、帶通和帶阻濾波器的設(shè)計(jì)功能；有源濾波器的構(gòu)成僅需要外加幾只電阻；有源濾波器的構(gòu)成僅需要外加幾只電阻；共模抑制比：典型值為共模抑制比：典型值為96dB96dB；開(kāi)環(huán)增益；典型值為開(kāi)環(huán)增益；典型值為126dB126dB，工作電源：工作電源：6V6V 18V 18V，電流為，電流為6mA6mA；輸入電壓：典型值為輸入電壓：典型值為11.5V11.5V；最大負(fù)載電流：典型值為最大負(fù)載電流：典型值為25mA25mA；中心頻率為中心頻率為0 0100kHz100kHz。片內(nèi)電容為片內(nèi)電容為 1000pF 1000pF 5% 5%， 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集

28、成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)UAF42AP同相輸入原理框圖第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)UAF42AP反相輸入原理框圖FILTER42FILTER42軟件可在軟件可在http:/ 第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6 65 5一階全通濾波器（移相器）的原理與工程設(shè)計(jì)方法一階全通濾波器（移相器）的原理與工程設(shè)計(jì)方法1、一階移相濾波器(1) 001()1

29、()()11OijUjj RCH jUjj RCj 001()11jH jj2arctan()oj 頻率響應(yīng)函數(shù)幅頻特性相頻特性1oRC式中第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)2、一階移相濾波器(2) 001()1()()11OijUjj RCH jUjj RCj 頻率響應(yīng)函數(shù)頻率響應(yīng)函數(shù) 001()11jH jj幅頻特性01802arctan180()oj 相頻特性1oRC0()arctanj ， 式中第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)()j） 全通濾波電路相頻特性（附加相移）第六章第六章 基于集成運(yùn)算放大器的有源基于集成運(yùn)算放大器的有源 濾波器分析與設(shè)計(jì)濾波器分析與設(shè)計(jì)6 66 6 開(kāi)關(guān)電容濾波器基本原理開(kāi)關(guān)電容濾波器基本原理開(kāi)關(guān)電容濾波器的主要特點(diǎn)是用開(kāi)關(guān)和電容來(lái)代替電路中的電阻。其最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、無(wú)需更換元件，只需改變時(shí)鐘頻率和編程引腳電平就可以在一定的范圍內(nèi)改變?yōu)V波器的中心頻率和Q值， 第六章第六章