有源滤波电路课件.ppt

5.3 有源滤波电路,有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。,滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。,滤波电路的种类,低通滤波器（LPF）,通带放大倍数,通带截止频率,下降速率,理想幅频特性无过渡带,用幅频特性描述滤波特性，要研究、(fP、下降速率)。,5.3.1 滤波器的基础知识,高通滤波器（HPF）,带通滤波器（BPF）,带阻滤波器（BEF）,全通滤波器（APF）,理想滤波器的幅频特性,阻容耦合,通信电路,抗已知频率的干扰,f-转换,滤波器的用途,滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。,5.3.2低通滤波器(LPF),1.一阶RC低通滤波器(无源),传递函数：,截止频率：,幅频特性：,幅频特性：,2.一阶有源低通滤波器,传递函数：,通带增益：,截止频率：,可见：一阶低通有源滤波器与无源低通滤波器的通带截止频率相同；但通带电压放大倍数得到提高。,1)通带放大倍数,2）特征频率,3）电压放大倍数,缺点：一阶低通有源滤波器在 f f 0 时，滤波特性不理想。对数幅频特性下降速度为-20 dB/十倍频。,解决办法：采用二阶低通有源滤波器。,3.简单二阶有源低通滤波器,截止频率 fp 0.37f0,分析方法：电路引入了负反馈，具有“虚短”和“虚断”的特点利用节点电流法求解输出电压与输入电压的关系。,C1=C2,4.压控电压源二阶有源低通滤波器,传递函数：,当 Ao3时，滤波器可以稳定工作。此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。当ffH时，幅频特性曲线的斜率 为-40dB/dec。,当Ao3时，源滤波器自激。,幅频特性及幅频特性曲线,5.反相输入低通滤波器,（a）电路(b)幅频特性,5.3.3 高通滤波电路,1.无源高通滤波电路,2.一阶有源高通滤波电路,传递函数：,通带增益：,截止频率：,有源滤波电路,幅频特性：,缺点：阻带衰减太慢。,3.二阶有源高通滤波器,幅频特性：,当AO3时，电路自激。,幅频特性曲线,当 Ao3时，滤波器可以稳定工作。此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。当f fL时，幅频特性曲线的斜率为+40dB/dec。,5.3.4 带通滤波和带阻滤波电路,1、带通滤波器,低通截止频率,高通截止频率,必须满足,2、由低通滤波器和高通滤波器组成的带阻滤波器,必须满足,频率趋于零，电压放大倍数趋于通带放大倍数的滤波器有哪几种？频率趋于无穷大，电压放大倍数趋于通带放大倍数的滤波器有哪几种？频率趋于零，电压放大倍数趋于零的滤波器有哪几种？频率趋于无穷大零，电压放大倍数趋于零的滤波器有哪几种？,讨论：,运算电路与有源滤波器的比较,相同之处电路中均引入深度负反馈，因而集成运放均工作在线性区。均具有“虚短”和“虚断”的特点，均可用节点电流法求解电路。不同之处运算电路研究的是时域问题，有源滤波电路研究的是频域问题；测试时，前者是在输入信号频率不变或直流信号下测量输出电压与输入电压有效值或幅值的关系，后者是在输入电压幅值不变的情况下测量输出电压幅值与输入电压频率的关系。运算电路用运算关系式描述输出电压与输入电压的关系，有源滤波器用电压放大倍数的幅频特性描述滤波特性。,