三節(jié)有源濾波電路

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1引言 濾波電路主要有以下四種基本類型：低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器Af()10-310-210-1100101102/0通帶阻帶Af()10-210-1100101102/0通帶阻帶Af()102通阻阻0Af()102通阻0通無源濾波器只用一些無源元件(R、L、C)組成的濾波器有源濾波器第三節(jié)用無源元件和有源元件組成的濾波器2(a)圖中(b)圖中它們的截止角頻率是無源濾波電路存在的問題（1）電路的增益小，最大為1（2）帶負(fù)載能力差第三節(jié)3如在無源濾波電路輸出端接一負(fù)載電阻RL，則其截止

2、頻率和增益均隨RL而變化。式中可見有源濾波電路特點(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)4一、低通濾波器(一)一階電路低通濾波器用來通過低頻信號(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)5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) o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)。第三節(jié)6(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

3、集成運(yùn)放。-+設(shè)解得其中令為通帶截止角頻率第三節(jié)7簡(jiǎn)單二階低通濾波電路的幅頻特性10/010.370.10-3dB-40dB/十倍頻由幅頻特性可見0時(shí)衰減的斜率為40dB/十倍頻。但在0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)8-+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)0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)9定量分析-+10/010.0110-30-3dB-40dB/十倍頻0.13dB(1)當(dāng)0時(shí)，Af()/Af=

4、1, 即20lgAf()/Af=0dB(2)當(dāng)=0時(shí)，Af()/Af=幅值下降了3dB,0是電路的通帶截止角頻率第三節(jié)阻尼系數(shù):10(4)Q大小主要影響Af()在0附近的情況，Q值越大，Af(0)越大。Q2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0范圍內(nèi)得到加強(qiáng)， 如果Q值合適，其幅頻特性比較接近理想情況 。 (3)當(dāng)=100時(shí)， 說明阻帶區(qū)內(nèi)Af(0)以每十倍頻40dB(100倍)的速率衰減。第三節(jié)10/010.0110-30-3dB-40dB/十倍頻0.13dB11二、高通濾波器理想的高通濾波器幅頻特性Af()10-210-1100101102

5、/0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)12二階壓控型高通濾波器-+10/010.0110240dB/十倍頻0.13dB10110010-110-2第三節(jié)13三、帶通濾波器帶通濾波器只讓某一頻段的信號(hào)通過，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()102通阻阻0帶通濾波器可由以1為截止角頻率的高通濾波器和以2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)14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。/010110010-1第三節(jié)15四、帶阻濾波器帶阻濾波器用來專門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，其理想幅頻特性如圖：帶阻濾波器可由一個(gè)高通濾波器和一個(gè)低通濾波器并聯(lián)而成。或由帶通濾波器與一減法器相連而成。Af()102通阻0通低通高通低通高通通阻通第三節(jié)16帶阻濾波器電路圖幅頻特性-+10110010-1/0第