文档介绍：高阶有源滤波电路* 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类1. 1. 基本概念基本概念滤波器:是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无滤波器:是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。用频率信号的电子装置。有源滤波器:由有源器件构成的滤波器。有源滤波器:由有源器件构成的滤波器。最初滤波器由无源元件最初滤波器由无源元件RR、、LL、、CC组成,后来有了集成组成,后来有了集成运放,利用集成运放与运放,利用集成运放与RR、、CC滤波电路组合,构成有源滤滤波电路组合,构成有源滤波器。波器。优点:无电感、体积小、重量轻的优点。优点:无电感、体积小、重量轻的优点。缺点:集成运放带宽有限,无法提高工作频率,难以对功缺点:集成运放带宽有限,无法提高工作频率,难以对功率信号进行放大。率信号进行放大。22)()()(iosVsVsA?滤波电路传递函数定义滤波电路传递函数定义时,有时,有?j?s)(je)j()j(??????AA)()j(?????A其中其中)j(?A)(??————模,幅频响应模,幅频响应————相位角,相频响应相位角,相频响应群时延响应群时延响应)(d)(d)(s???????假设滤波电路是线性是不变网络,在复频域内,滤波电假设滤波电路是线性是不变网络,在复频域内,滤波电路传递函数定义:路传递函数定义: 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类1. 1. 基本概念基本概念33通常用幅频响应来表征滤波电路的特性,若要考察滤波电路对失真的影响,则需考虑相位和时延响应。只有当相位响应φ(ω)做线性变化,时延响应τ(ω)为常数时,才能避免失真。 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类在幅频响应内,把能通过信号的频率范围定义为通带,把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带。通带与阻带的界限频率称截止频率。理想滤波器在通带内应为零衰减的幅频响应和线性的相位响应,而在阻带内,幅度应该衰减到零。按照阻带和通带的位置不同,可以做如下分类:A0——低频增益;ωH——截止角频率;带宽——ωH/ 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类2. 2. 分类分类高通(高通(HPFHPF))带通(带通(BPFBPF))高于ωL均为通带,理论上BW=∞,实际上高通滤波器的带宽也是有限的。两个阻带,一个通带。ωH——高边截止角频率,ωL——低边截止角频率,带宽——(ωH -ωL)/2π,ω0——中心角频率。 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类2. 2. 分类分类一个阻带,两个通带。其功能是衰减ωL—ωH间的信号。ω0——中心角频率。无阻带,通带是从零到无穷大,但相移大小随频率变化。 一阶低通滤波电路(a)带同相比例放大电路(b)幅频响应由一级RC低通电路输出端加上电压跟随器,使之能与负载隔离开,构成了简单的一阶有源滤波电路,这样利用到了集成运放输出阻抗低,带负载能力强的特点。如果希望电路还能起放大作用,将电压跟随器改成同相比例放大电路即可。如图所示。 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路1. 1. 低通滤波电路低通滤波电路c01)(?sAsA??传递函数传递函数其中其中1f01RRA??通带电压增益A0是ω=0时输出电压vO与输入电压vi的比值,也就是同相比例放大电路的电压增益AVF。传递函数的分母为传递函数的分母为ss的一次幂,故上式滤波电的一次幂,故上式滤波电路称为路称为一阶低通有源滤波电路。一阶低通有源滤波电路。特征角频率特征角频率RC1c??992c0)(1)j(?????AA故,幅频相应为故, 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路c01)(?sAsA??ωC就是-3dB截止角频率ωH。。1010