硬件设计中的滤波电路原理分析

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1、硬件设计中的滤波电路原理分析发布:2010-4-2614:01 

2、  作者:pcb_dz 

3、  来源:网络 

4、 查看:159次5HM,v5S)tqE0波的基本概念Dro5]@!kem06["x4H+dOZ3V%M(b/E0滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。0~%?
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[ja0经典滤波的概念，是根据富立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

5、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，叫做经典滤波器或滤波电路。电子爱好者社区!m:?Z:%E
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Kg(T�CR8nt-r5n实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。*c!d'X/jn;QrZ09O0c+f3nb6S%N$?b0用模拟电子电路对模拟信号进行滤波，其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。根据频率滤波时，是把信号看成是由不同频率正弦波

6、叠加而成的模拟信号，通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。电子爱好者社区2U3k(I4}2U,[&c,l5Sq/NqT.`6GW0当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器。ie�Q1@_%r?"Gs0电子爱好者社区ZG4d)}-LX当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做低通滤波器。电子爱好者社区PGX]7y7_X`G:Io5P,m#M_k0当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做带通滤波器。电子爱好者社区Z"~D,kSMr0dxix0理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率

7、特性图描述，也叫做滤波器电路的幅频特性。理想滤波器的幅频特性如图所示。图中，w1和w2叫做滤波器的截止频率。电子爱好者社区"c1p3Z0w�o 电子爱好者社区[)N8Q?Y"^VbYe2g"_MV0滤波器频率响应特性的幅频特性图+H&MFegD04C`Up(w4iC-P8G9dj0   对于滤波器，增益幅度不为零的频率范围叫做通频带，简称通带，增益幅度为零的频率范围叫做阻带。例如对于LP，从-w1当w1之间，叫做LP的通带，其他频率部分叫做阻带。通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率成分，阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。通带内信号所

8、获得的增益，叫做通带增益，阻带中信号所得到的衰减，叫做阻带衰减。在工程实际中，一般使用dB作为滤波器的幅度增益单位。电子爱好者社区E]/B-HNI
K[电子爱好者社区]E$q^lxX低通滤波器电子爱好者社区'R,}j7fL*q*ibJI8dR0xnq&R0低通滤波器的基本电路特点是，只允许低于截止频率的信号通过。[
Q*akqd0 电子爱好者社区?;IX$Mk6c（1）一阶低通Butterworth滤波电路电子爱好者社区oC�d'OXTF电子爱好者社区i'K-B6h&@-m:O下图a和b是用运算放大器设计的两种一阶Butterworth滤

9、波电路的电路。图a是反相输入一阶低通滤波器，实际上就是一个积分电路，其分析方法与一阶积分电路相同。电子爱好者社区/mkf^-Jj.S电子爱好者社区&Om"t6wU2? 电子爱好者社区/x6R{&g电子爱好者社区3WDQ!k)t4tI(}{基本滤波电路     演示%zb`:a$n'[T0sZv0V)e7s9UJ2lH/OX0图b是同相输入的一阶低通滤波器。根据给定的电路图可以得到电子爱好者社区k[$tznJFQA电子爱好者社区G+De5a;B` ~~w-PsGDX0U!iUldJ1rjX,YQ(l0  对滤波器来说，更

10、关心的是正弦稳态是的行为特性，利用拉氏变换与富氏变换的关系，有kg+O8dL1S0V~I�D"Je&Ot]0 YB5h0yy2uf0电子爱好者社区4S�cRt5Z  下图是上式RC=2时的幅频特性和相频特性波特图。4O;M
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