文档介绍：实验十集成运算放大器的基本应用(Ⅲ)(有源滤波器)(特别提醒:实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同,实验时应以实验电路板中的为准。另外,由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致,实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。有的元器件虽然已经坏了,但仅凭肉眼看不出来。因此,在每次实验前,应该先对元器件(尤其是电阻、电容、三极管)进行单个元件的测量(注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量)。并记下元器件的实际数值。否则,实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。)、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。。(a)低通(b)高通(c)带通(d)带阻图10—1四种滤波电路的幅频特性示意图由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为有源滤波器,其功能是让一定频率范围内的信号通过,抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面,但因受运算放大器频带限制,这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同,可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器,它们的幅频特性如图10一1所示。具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的。只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说,滤波器的幅频特性越好,其相频特性越差,反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快,但RC网络的节数越多,元件参数计算越繁琐,电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有源滤波器级联实现。(LPF)低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。如图10—2(a)所示,为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成,其中第一级电容C接至输出端,引入适量的正反馈,以改善幅频特性。图10—2(b)为二阶低通滤波器幅频特性曲线。(a)电路图(b)频率特性图10-2 二阶低通滤波器电路性能参数AVF=1+ 二阶低通滤波器的通带增益。截止频率,它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 Q= 品质因数,它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。(a)电路图(b)幅频特性图10—(HPF)与低通滤波器相反,高通滤波器用来通过高频信号,衰减或抑制低频信号。只要将图10—2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换,即可变成二阶有源高通滤波器,如图10一3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反,其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系,仿照LPH分析方法,不难求得HPF的幅频特性。电路性能参数AVF、fO、Q各量的涵义同二阶低通滤波器。图10一3(b)为二阶高通滤波器的幅频特性曲线,可见,它与二阶低通滤的幅频特性曲线有‘“镜像”关系。(BPF)(a)电路图(b)幅频特性图10-4 二阶带通滤波器这种滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过,而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成。如图10—4(a)所示。电路性能参数通带增益中心频率通带宽度选择性此电路的优点是改变Rf和R4的比例就可改变频宽而不影响中心频率。(