2022年模拟电子技术课程要点.docx

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1、精品学习资源模拟电子技术课程要点20）7 3有源滤波电路7 3滤波电路的基础学问对于信号的频率具有挑选性的电路称为滤波电路，它只充许肯定频率范畴内的信号通过，而对不需要的频率重量尽可能加以抑制或减弱；、 滤波电路的种类 对滤波器频率特性的要求通常把能够通过滤波器的信号频率范畴叫做滤波器的“通带 ”即通频带）；在通带内，滤波器的增益或传输系数 输出量与输入量之比）应保持为常数；滤波器应加以抑制或减弱的信号频率范畴称为阻带，在阻带内，滤波器的增益应当为零或很小；滤波器的分类依据通带和阻带的频率范畴，滤波器可分为以下四种：其功能是通过从直流到某一上限频率的低频信号，而对超过的全部频率重量全部加以抑制

2、；其抱负频率特性如图7.4.1 所示；其特点是从零到某一频率下限 范畴内为阻带，高于的频率范畴均为通带；其抱负频率特性如图 7.4.1b 所示；其特点是从频率下限到的频率范畴为通带，频率从零到以及从到均为阻带，其抱负频率特性如图7.4.1c所示；在带通滤波器中，从频率下限到的频率范畴叫做带通滤波器的“通频带 ”或 “带宽 ”B欢迎下载精品学习资源W，即；其抱负频率特性如图 7.4.1 所示；即从频率下限到的频率范畴为阻带，除此之外的范畴均为通带；欢迎下载精品学习资源二、滤波器的幅频特性图 7.4.1为抱负滤波器特性，任何实际的应用电路是不行能具备这样的幅频特性，而是在通带和阻带之间存在过渡带；

3、图7.4.2为低通滤波器的实际幅频特性；图中为通带中输出电压与输入电压之比，称为通带放大倍数，同时 定 义时 的 频 率欢迎下载精品学习资源为通带截止频率；从到接近零的频段为过渡带；趋近于零的频段称为阻带；三、无源滤波电路有源滤波电路无源滤波器由无源元件组成的滤波电路称为“无源滤波器 ”；其工作特点是：电路结构简洁，但滤 波效果往往不够理想； 对所需的有用信号的衰减比较大，特殊是在高阶滤波器中，这种衰减更为严峻！所以，在实际应用中，无源滤波器通常与放大电路协作，通过放大电路的放大作用来补偿滤波器对有用信号的衰减；1、无源低通滤波器欢迎下载精品学习资源该电路在不带负载条件下，频率从零到无穷大时的

4、电压增益：最简洁的 RC 无源低通滤波电路如图 7.4.3所示，欢迎下载精品学习资源写出传递函数为无源滤波电路最突出问题是带负载的才能差，带上负载后一方面使增益下降，另 方面仍使截止频率发生转变，解决的方法是采纳有源滤波电路；有源滤波电路由无源滤波网络和集成运算放大器共同组成的滤波器称为“有源滤波器 ”；其工作特点是在完成滤波任务的同时，可通过运算放大器的放大作用使电路对所需的有用信号进行放大，由于集成运放具有开环电压放大倍数很高，输入电阻大而输出电阻小等多种优点，因此， 有源滤波器的整体性能要比无源滤波器好；四、有源滤波电路的传递函数有源滤波电路通常采纳“拉氏变换 ”的方法进行分析；先将电路

5、中的电压和电流变换成“象函数”和，然后将电路中的R、C等元件的阻抗变换成 “运算阻抗 ”电阻，电容，电感的形式，列写出对应电路的关系式并求出其输入与输出之间的“传递函数 ”，最终应用 “拉氏反变换 ”即可求出表示输出量与输入量在时域内的微分方程式；对于反相输入的运放电路，其输出量与输入量之间的象函数为：而传递函数为：依据所求出的传递函数，依据分母上 s的方次可将有源滤波器划分为一阶、二阶及更高阶；通常情形下，滤波器的阶数越高，其幅频特性曲线上从通带到阻带的分界线愈陡直；7.3.2 低通滤波器一、同相输入低通滤波器1 . 阶电路为了提高上述滤波电路的带负载才能，可在滤波电路欢迎下载精品学习资源和

6、负载之间接入由运放组成的电压跟随器，从而构成最简洁的有源低通滤波器；由于电压跟随器的电压放大倍数为1，以及很低的输出电阻，因此其带负载的才能将远高于无源滤波器；假如要求上述电路不仅能滤波，而且能放大，可以把电压跟随器改为同相比例运算电路，如图 7.4.5 所示；这种有源低通滤波器的传递函数为：由于传递函数分母上 s的方次为 1，所以这种滤波器是一阶的；将上式中的s换成 j，就可以求得该电路的频率特性； 设表示该电路的 “特点角频率 ”，就为特点频率；这样，上式变为： 7.3.6 令可得通带放大倍数为 7.3.7 而该低通滤波器的 “上限截止频率 ” 为：对应的对数幅频特性如图 7.4.6 所示

7、：2 简洁二阶电路为了加大在时对数幅频特性下降的斜率，必需提高滤波器的阶数，可用两节RC无源欢迎下载精品学习资源电路串接组成如图 7.4.7所示的简洁二阶低通滤波器；该电路的传递函数为 7.3.9 由于式中分母上 s的方次为，所以这种滤波器是二阶的；同样，令和，可得这种滤波器的频率特性为 7.3.10 而通带截止频率为： 7.3.11 其对数幅频特性如图 7.4.8 所示；从图中可看出，在时，特性曲线的下降斜率为十倍频程，比一阶低通滤波器快一倍；然而，在邻近的对数幅频特性与抱负的0dB线的差值也要大于一阶低通滤波器，这是其不足之处；3 .压控电压源二阶低通滤波电路为改善简洁二阶低通滤波器的幅频

8、特性，应设法在 邻近使滤波器的电压放大倍数增大；改进后的电路如图 7.4.9所示；从图中可看出，这是一个同时应用负反馈和正反馈的运放应用电路；该电路的传递函数为： 7.3.14 欢迎下载精品学习资源可以看出，这种滤波器的应小于，否就滤波器不能稳固工作；同样令，其频率特性为： 7.3.15 将上式与式 7.4.10） 相比，可以看出差别只分母中虚部的系数不同；当和时，上述两式近似相等；只在邻近两者有较大的差别；令表示对数幅频特性在处的值与通带的之比；取不同的值，画出该滤波器的对数幅频特性如图7.4.10所示；从图中可看出，在邻近，其对数幅频特性得到提高，因此，取合适的Q值，可使它的幅频特性更接近抱负的外形；作业 7.19欢迎下载