南理工模电课件8-2.ppt
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南理工模电课件8-2.ppt
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主要内容链接主要内容链接F8.5有源滤波电路有源滤波电路1.基本概念和初步定义基本概念和初步定义2.一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路3.二阶有源滤波电路二阶有源滤波电路8.5有源滤波电路有源滤波电路滤波电路滤波电路是让有用频率信号通过,无用频率信号是让有用频率信号通过,无用频率信号被抑制的电路。
被抑制的电路。
较低频率的信号,较低频率的信号,包含一些较高频率包含一些较高频率成分的干扰成分的干扰低通滤波器,低通滤波器,lowpassfilter1.基本概念和初步定义基本概念和初步定义
(1)滤波电路的分类滤波电路的分类
(2)滤波电路的电压传递函数滤波电路的电压传递函数A(s)分母中分母中s的最高次幂反映了的最高次幂反映了滤波器的阶数滤波器的阶数(3)理想滤波电路的幅频特性理想滤波电路的幅频特性中心角中心角频率频率截止截止频率频率(4)无源滤波和有源滤波无源滤波和有源滤波无源滤波无源滤波:
滤波电路仅由无源元件:
滤波电路仅由无源元件(电阻、电容、电阻、电容、电感电感)组成。
组成。
有源滤波有源滤波:
滤波电路不仅由无源元件,还由有源:
滤波电路不仅由无源元件,还由有源元件元件(三级管、集成运放三级管、集成运放)组成。
组成。
通通带带放放大大倍倍数数及及其其截截止止频频率率都都随随负负载载而而变变化化受受集集成成运运放放带带宽宽限限制制,工工作作频频率率难难以以提提高高2.一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路
(1)低通滤波电路的技术指标低通滤波电路的技术指标(a)通带截止频率通带截止频率fp其定义与放大电路的上限截止频率相同。
其定义与放大电路的上限截止频率相同。
(b)通带增益通带增益Avp通通带带增增益益是是指指滤滤波波器器在在通通频频带带内内的的电电压压放放大大倍倍数数,性性能能良良好好的的LPF通通带带内内的的幅幅频频特特性性曲曲线线是是平平坦坦的的,阻阻带带内内的的电电压压放放大大倍倍数数基基本本为为零零。
过渡带越窄,滤波过渡带越窄,滤波器的选择性越好。
器的选择性越好。
(2)一阶有源低通滤波器一阶有源低通滤波器运放引入负反馈,输入端运放引入负反馈,输入端虚断:
虚断:
根据同相输入比例运算电根据同相输入比例运算电路得:
路得:
一阶有源一阶有源LPF的幅频响应的幅频响应电路虽简单,但阻带衰电路虽简单,但阻带衰减太慢,选择性较差。
减太慢,选择性较差。
该该特征角频率特征角频率即截止频率即截止频率3.二阶有源滤波电路二阶有源滤波电路
(1)二阶压控电压源低通滤波器二阶压控电压源低通滤波器两两节节RC滤滤波波电电路路和和同同相相比比例例放放大大电电路路组组成成,其其中中同同相相比比例例放放大大电电路路即即压压控控电电压压源源
(1)传递函数传递函数必必须须满满足足A00,否否则则电电路路将将自自激激振振荡荡特征角频率特征角频率等效品等效品质因数质因数
(2)幅频响应幅频响应
(2)二阶压控电压源二阶压控电压源高通滤波器高通滤波器将二阶压控电压源将二阶压控电压源低通低通滤波器中滤波器中R、C位置互位置互换,就得到换,就得到高通高通滤波器滤波器低通低通滤波器滤波器高通高通滤波器滤波器
(1)传递函数传递函数特征角频率特征角频率等效品等效品质因数质因数必必须须满满足足A00,否否则则电电路路将将自自激激振振荡荡
(2)幅频响应幅频响应和低通滤波器的幅频响和低通滤波器的幅频响应具有对偶应具有对偶(镜像镜像)关系关系(3)二阶压控二阶压控电压源带通滤波器电压源带通滤波器将将低通低通和和高通高通滤波器串联可以构成滤波器串联可以构成带通带通滤波器,滤波器,条件是低通滤波器的截止角频率条件是低通滤波器的截止角频率H大于大于高通滤波高通滤波器的截止角频率器的截止角频率L。
vi低通低通H高通高通Lvo
(1)传递函数传递函数特征角频率特征角频率等效品等效品质因数质因数必必须须满满足足AVF0,否否则则电电路路将将自自激激振振荡荡
(2)幅频响应幅频响应0也是带通滤波器的中心角频率也是带通滤波器的中心角频率0-20-400.115210.5Q=100-20-400.115210.5Q=10Q值越高,通带越窄值越高,通带越窄(4)带阻滤波器带阻滤波器将将低通低通和和高通高通滤波器滤波器并联并联可以构成可以构成带组带组滤波器,滤波器,条件是低通滤波器的截止角频率条件是低通滤波器的截止角频率H小于小于高通滤波高通滤波器的截止角频率器的截止角频率L。
vi低通低通H高通高通Lvo例例题题要求二阶压控型要求二阶压控型LPF的的fo=400Hz,Q值为值为0.7,试求,试求电路中的电阻、电容值。
电路中的电阻、电容值。
根据根据f0,选取,选取C再求再求R。
例例题题要求二阶压控型要求二阶压控型LPF的的fo=400Hz,Q值为值为0.7,试求,试求电路中的电阻、电容值。
电路中的电阻、电容值。
根据根据Q,确定,确定R1和和Rf。
集成运放两输入端外接电阻的对称条件集成运放两输入端外接电阻的对称条件:
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