三节有源滤波电路.ppt
三节有源滤波电路 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望引言引言 滤波电路主要有以下四种基本类型：滤波电路主要有以下四种基本类型：低通滤波器低通滤波器高通滤波器高通滤波器带通滤波器带通滤波器带阻滤波器带阻滤波器Af()10-310-210-1100101102/0通带通带阻带阻带Af()10-210-1100101102/0通带通带阻带阻带Af()102通通阻阻阻阻0Af()102通通阻阻0通通无源滤波器无源滤波器只用一些无源元件只用一些无源元件(R、L、C)组成的滤波器组成的滤波器有源滤波器有源滤波器第三节第三节用无源元件和有源元件组成的滤波器用无源元件和有源元件组成的滤波器(a)图中图中(b)图中图中它们的截止角频率是它们的截止角频率是无源滤波电路存在的问题无源滤波电路存在的问题（1）电路的增益小，最大为）电路的增益小，最大为1（2）带负载能力差）带负载能力差第三节第三节如在无源滤波电路输如在无源滤波电路输出端接一负载电阻出端接一负载电阻RL，则其截止频率和增，则其截止频率和增益均随益均随RL而变化。而变化。式中式中可见可见有源滤波电路特点：有源滤波电路特点：(1)电路的增益得到提高电路的增益得到提高(2)运放本身对运放本身对RC网络影响小网络影响小(3)带负载能力强带负载能力强(4)运放工作在线性区运放工作在线性区第三节第三节一、低通滤波器低通滤波器用来通过低频信号，抑制或衰减高频信号。低通滤波器用来通过低频信号，抑制或衰减高频信号。称为滤波电路增益或电压传递函数。称为滤波电路增益或电压传递函数。-+输出电压为输出电压为传递函数传递函数通带电压放大倍数通带电压放大倍数通带截止角频率通带截止角频率第三节第三节幅频特性为幅频特性为幅频特性为幅频特性为结论结论1.改变电阻改变电阻Rf和和R1的阻值可调节通带电压放大倍数的阻值可调节通带电压放大倍数2.改变截止频率，应调整改变截止频率，应调整RC 一阶电路缺点一阶电路缺点当当 o时，幅频特性衰减太慢，以时，幅频特性衰减太慢，以20dB/10倍频程的速率下降，与理想的幅频特性相差甚远。倍频程的速率下降，与理想的幅频特性相差甚远。第三节第三节 为了得到较好的滤波效果，通常采为了得到较好的滤波效果，通常采用两节用两节RC低通网络上再接一集成运放。低通网络上再接一集成运放。-+设设解得解得其中其中令令为通带截止角频率为通带截止角频率第三节第三节简单二阶低通滤波简单二阶低通滤波简单二阶低通滤波简单二阶低通滤波电路的幅频特性电路的幅频特性电路的幅频特性电路的幅频特性10/010.370.10-3dB-40dB/十倍十倍频频由幅频特性可见由幅频特性可见0时衰减时衰减的斜率为的斜率为40dB/十倍频。但在十倍频。但在0附近，其幅频特性与理想的附近，其幅频特性与理想的低通滤波特性相差较大。低通滤波特性相差较大。改进改进-+将电容将电容C1的接的接地端改接到集成地端改接到集成运放的输出端。运放的输出端。第三节第三节-+只要参数合适只要参数合适(1)该电路在该电路在f0附近附近形成正反馈，不致形成正反馈，不致造成自激振荡，使造成自激振荡，使f0附近的电压放大倍附近的电压放大倍数得到提高。数得到提高。(2)当当0时，输时，输入信号被入信号被C2衰减，输衰减，输出电压的幅值小，反出电压的幅值小，反馈信号较弱，对电压馈信号较弱，对电压放大倍数影响不大。放大倍数影响不大。第三节第三节定量分析定量分析-+10/010.0110-30-3dB-40dB/十倍频十倍频0.13dB(1)当当0时，时，Af()/Af=1,即即20lgAf()/Af=0dB(2)当当=0时，时，Af()/Af=幅值下降了幅值下降了3dB,0是电路的通是电路的通带截止角频率带截止角频率第三节第三节阻尼系数:(4)Q大小主要影响大小主要影响Af()在在0附近的情况，附近的情况，Q值越大，值越大，Af(0)越大。越大。Q2时幅时幅频特性频特性。结论结论将电容将电容C1接地的一端改接到运放的输出端，形成接地的一端改接到运放的输出端，形成正反馈后，可使正反馈后，可使Uo的幅值在的幅值在0范围内得到加强，范围内得到加强，如果如果Q值合适，其幅频特性比较接近理想情况值合适，其幅频特性比较接近理想情况。(3)当当=100时，时，说明阻带区内说明阻带区内Af(0)以每十倍频以每十倍频40dB(100倍倍)的速率衰减。的速率衰减。第三节第三节10/010.0110-30-3dB-40dB/十倍频十倍频0.13dB二、高通滤波器理想的高通滤波器幅频特性理想的高通滤波器幅频特性Af()10-210-1100101102/0通带通带阻带阻带高通滤波器与低通滤波器高通滤波器与低通滤波器具有对偶关系，低通滤波具有对偶关系，低通滤波器电阻与电容位置互易就器电阻与电容位置互易就可得到高通滤波器。如：可得到高通滤波器。如：-+一阶高通滤波器一阶高通滤波器-+二阶高通滤波器二阶高通滤波器第三节第三节二阶压控型高通滤波器二阶压控型高通滤波器-+10/010.0110240dB/十倍频十倍频0.13dB10110010-110-2第三节第三节三、带通滤波器带通滤波器只让某一频段的信号通过，而带通滤波器只让某一频段的信号通过，而将此频段外的信号加以抑制或衰减，其理将此频段外的信号加以抑制或衰减，其理想幅频特性如图：想幅频特性如图：Af()102通通阻阻阻阻0带通滤波器可由以带通滤波器可由以 1 1为截为截止角频率的高通滤波器和止角频率的高通滤波器和以以 2 2为截止角频率的低通为截止角频率的低通滤波器串联而成。其组成滤波器串联而成。其组成原理为：原理为：低通低通高通高通低通低通高通高通通通阻阻阻阻第三节第三节带通滤波器电路图带通滤波器电路图-+HPFMLPF低通低通高通高通称为通带电压放大倍数称为通带电压放大倍数注意注意Abw不同于不同于Af，Af应应小于小于3，否则电路不，否则电路不能稳定工作。能稳定工作。幅频特性幅频特性结论结论Q值越大，带通滤波器通带值越大，带通滤波器通带宽度越窄，选择性越好。宽度越窄，选择性越好。/010110010-1第三节第三节四、带阻滤波器带阻滤波器用来专门抑制某一频段带阻滤波器用来专门抑制某一频段的信号，而让此频段以外的所有信的信号，而让此频段以外的所有信号通过，其理想幅频特性如图：号通过，其理想幅频特性如图：带阻滤波器可由一个高通滤带阻滤波器可由一个高通滤波器和一个低通滤波器并联波器和一个低通滤波器并联而成。或由带通滤波器与一而成。或由带通滤波器与一减法器相连而成。减法器相连而成。Af()102通通阻阻0通通低通低通高通高通低通低通高通高通通通阻阻通通第三节第三节带阻滤波器电路图带阻滤波器电路图幅频特性幅频特性-+10110010-1/0第三节第三节结束Af()10-310-210-1100101102/0通带通带阻带阻带Af()10-210-1100101102/0通带通带阻带阻带Af()102通通阻阻阻阻0Af()102通通阻阻0通通
