有源濾波電路基礎(chǔ)
1 簡介
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188184.htm1.1 濾波器的分類; 有源濾波器實(shí)際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。它是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上增加一些R、C等無源元件而構(gòu)成的。 通常有源濾波器分為:
低通濾波器
高通濾波器
帶通濾波器
帶阻濾波器
它們的幅度頻率特性曲線如圖1所示。
圖1 有源濾波器的頻響
濾波器也可以由無源的電抗性元件或晶體構(gòu)成,稱為無源濾波器或晶體濾波器。
1.2 濾波器的用途
濾波器主要用來濾除信號中無用的頻率成分,例如,有一個(gè)較低頻率的信號,其中包含一些較高頻率成分的干擾。濾波過程如圖2所示。
圖2 濾波過程
2 有源低通濾波器(LPF)
2.1 低通濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)
(1)通帶增益Avp
通帶增益是指濾波器在通頻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù),如圖3所示。性能良好的LPF通帶內(nèi)的幅頻特性曲線是平坦的,阻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù)基本為零。
(2)通帶截止頻率fp
其定義與放大電路的上限截止頻率相同,見圖3。通帶與阻帶之間稱為過渡帶,過渡帶越窄,說明濾波器的選擇性越好。
圖3 LPF的幅頻特性曲線
2.2 簡單一階低通有源濾波器
一階低通濾波器的電路如圖4所示,其幅頻特性見圖5,圖中虛線為理想的情況,實(shí)線為實(shí)際的情況。特點(diǎn)是電路簡單,阻帶衰減太慢,選擇性較差。
圖4 一階低通電路(LPF)圖5 一階LPF的幅頻特性曲線
當(dāng)f = 0時(shí),電容器可視為開路,通帶內(nèi)的增益為
一階低通濾波器的傳遞函數(shù)如下
, 其中
該傳遞函數(shù)式的樣子與一節(jié)RC低通環(huán)節(jié)的增益頻率表達(dá)式差不多,只是缺少通帶增益Avp這一項(xiàng)。
2.3 簡單二階低通有源濾波器
為了使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降,以改善濾波效果,再加一節(jié)RC低通濾波環(huán)節(jié),稱為二階有源濾波電路。它比一階低通濾波器的濾波效果更好。二階LPF的電路圖如圖6所示,幅頻特性曲線如圖7所示。
圖6 二階低通電路(LPF)圖7 二階低通電路幅頻特性曲線
(1)通帶增益
當(dāng)f = 0時(shí),各電容器可視為開路,通帶內(nèi)的增益為
(2)二階低通有源濾波器傳遞函數(shù)
根據(jù)圖8-2.06可以寫出
評論