Transcript 课程小论文 ——有源滤波电路

课程小论文
——有源滤波电路
西华大学《模拟电子技术》示范课
制作：黎小娟
唐羽
唐勇
序号：[40][41][42]
组号：[12]
一二年十一月制
滤波电路概念
滤波器是一种选频电路，其作用是允许一定频率范围内的信号顺利
通过通道，而阻止或削弱（即滤波）频率范围以外的信号。
滤波分经典滤波和现代滤波。经典滤波是根据傅里叶分析和变换提
出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，
都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是
不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做
信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正
常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做现代滤波器或滤波
电路。
四种滤波器：1、低通滤波器（LPE）；2、高通滤波器（HPE）； 3、
带通滤波器（BPE）；4、带阻滤波器（BEF）
滤波器电路图
滤波器幅频特性关系式
若滤波器输入电压的大小之比称为滤波器的幅频特性，即：


A ( jw) 
U o( jw)

U i( jw)
根据幅频特性就可以判断滤波器的通频带。
一阶低通滤波电路
Rf
R1
uo
R
+
C
ui
一阶低通滤波电路计算公式
一阶低通滤波电路，设输入电压Ui为某一频率的正弦电压，则可表
示为：

U



U
_
1
1
jwc






U i 1  1 U i 1  jw Rl
jwc
根据同向比例运算电路的输入输出关系式可得：


R
 (1 
)
U
R U
f
o
1
1

R
 (1 
)

R 1  jwRC U
f

1

故：

A
u
 U o  (1 

U

I
R
R
f
1
)
1
1  jwRC

I
二阶低通滤波电路
R2
IOP1
R1
P
+
C2
ui
R
M
C1
R
uo
二阶低通滤波电路频率特性
一阶电路的过渡带宽较宽，幅频特性的最大衰减斜
率仅为-20dB/10倍频。增大RC环节可增大衰减的斜率
其频率特性表达式为：
1

A
u

R
R
2
1
1 (
f
f
)  j3 
o
f
f
o
高通滤波电路
Rf
Rf
R1
R1
-
uo ui
C
C
+
一阶高通滤波电路
R
R
+
R4
ui
C
N
压控电压源二阶高通滤波电路
uo
高通滤波电路频率特性
高通滤波电路
高通滤波电路与低通滤波电路具有对偶关系，将低通滤波电路中的
R、C原件对调，就构成一阶高通滤波电路和压控电压源二阶高通滤波
电路，故可得：
一阶高通滤波电路频率特性表达式为：


A
u
U

j
o
UI


1 (
f
f

o
f
f
)
o
A
up
R
( A  1 )
R
f
up
1
压控电压源带通滤波电路
Rf
R1
uo
C
+
R
ui
带通滤波电路计算公式
将带通滤波电路和高通滤波电路串联，并使低通滤波电路的带通截
止频率fp2大于高通滤波电路 的带通截止频率fp1，则频率在fp1<f<fp2范
围内的信号能够通过电路，其余品路的信号不能通过，即构成了带通滤
波电路。
其幅频特性表达式为：

A
u
其中：
A

up
1  jQ(
f
f

f
f
o
)
o
A
A  3
A
up
up
uf
Q
1
3  Auf
带阻滤波电路
将输入信号同时作用于低通滤波电路和高通滤波电路，再将两个
电路的输出电压经过求和电路运算后输出，且低通滤波电路的带通截止
频率fp1小于高通滤波电路的带通截止频率fp2，则构成带阻滤波电路，
其示意图为：
Rf
R
C2
R1
R2
+
C1
ui
R3
uo
常用带阻滤波电路计算公式
R
 1
A
R
带通放大倍数：
up
电压放大倍数：

A

up
带阻的带宽： B 
f
1
1
A
up
1  j 2(2  Aup )
f
p2

f
p1
f
f
f 
2
o
 2(2  Aup ) f 
o
f
Q
o
f
o
2
1
Q
2(2  Aup)
有源滤波电路
谢谢！