《滤波电路教程》PPT课件

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1、单元任务：一阶低通同相比例放大电路1.滤波电路的应用2.有源滤波电路3.滤波电路的应用4.集成运放在使用中的一些问题第五学习单元集成运算放大器在信号处理方面的应用完成单元任务的理论基础：5.1有源滤波电路5.2精密仪用放大电路5.3高精度整流电路5.4模拟乘法器5.5集成运放在使用中的一些问题第五学习单元集成运算放大器在信号处理方面的应用5.1.1基本概念5.1.2一阶低通滤波电路（LPF）5.1.3一阶高通滤波电路（HPF）5.1.4高通滤波电路与低通滤波电路的对偶性5.1.5二阶压控电压源低通滤波电路5.1.6二阶压控电压源高通滤波电路5.1.7

2、带通滤波电路和带阻滤波电路5.1.8有源滤波电路中阻容元件参数的计算5.1.9开关电容滤波电路（SCF）5.1有源滤波电路一、滤波器的功能保留信号中所需频段的成分,抑制其它频段信号。二、滤波电路的分类1.按信号性质分类模拟滤波器和数字滤波器2.按所用元件分类无源滤波器和有源滤波器3.按电路功能分类:4.按阶数分类:一阶，二阶…高阶低通滤波器；高通滤波器；带通滤波器；带阻滤波器5.1.1基本概念无源滤波器由无源元件R、L、C组成。缺点1.带负载能力差。当RL变化时,输出信号的幅值将随之改变,滤波特性也随之变化。有源滤波器三、无源滤波器和有源滤波器2.无

3、放大作用。由于R及C上有信号压降,使输出信号幅值下降。3.过渡带较宽，幅频特性不理想，边沿不陡。由有源器件集成运放和无源元件R、C组成。优点：1.不使用电感元件，体积小重量轻。2.有源滤波电路中可加电压串联负反馈，使输入电阻高、输出电阻低，输入输出之间具有良好的隔离。只需把几个低阶滤波电路串起来就可构成高阶滤波电路，无需考虑级间影响。3.除滤波外，还可放大信号，放大倍数容易调节。有源滤波器的缺点1.不宜用于高频。因为通用型集成运放的带宽一般较窄。一般使用频率在几千赫以下。2.不宜在高电压、大电流情况下使用。3.可靠性较差。4.使用时需外接直流电源。四

4、、滤波电路的传递函数传递函数的定义滤波器传递函数：S=jω分母中S的幂次数称为滤波器的阶数幅频特性相频特性四、四种功能滤波器的幅频特性Aup0通带阻带实际理想(a)fHf

5、Au

6、低通理想实际阻带通带0fLf(b)

7、Au

8、Aup高通理想实际0f(c)

9、Au

10、AupfHfLf0带通理想实际0f(d)

11、Au

12、AupfHfLf0带阻通带的电压增益截止频率四、四种功能滤波器的幅频特性5.1.2一阶低通滤波电路（LPF）RRFC+-+电压跟随器传递函数：通带的电压增益5.1.2一阶低通滤波电路（LPF）RR1RFC+-+同相比例放大器传递函数：通带电压增益5.1

13、.2一阶低通滤波电路（LPF）RPR1RC+-+反相比例放大器传递函数：通带电压增益5.1.2一阶低通滤波电路（LPF）幅频特性S=jωω=2πf令则幅频特性：低通截止频率对数幅频特性：缺点：一阶低通有源滤波器在f>fH时，滤波特性不理想。对数幅频特性下降速度为-20dB/十倍频。解决办法：采用二阶低通有源滤波器。5.1.3一阶高通滤波电路（HPF）R1RF+-+R传递函数：通带电压增益幅频特性S=jωω=2πf令则幅频特性：高通截止频率对数幅频特性：缺点：一阶高通有源滤波器在f

14、办法：采用二阶高通有源滤波器。RCR1RF+-+低通滤波器将低通滤波器中的R、C对调，低通滤波器就变成了高通滤波器。R1RF+-+高通滤波器RC5.1.4高通滤波电路与低通滤波电路的对偶性低通滤波器高通滤波器5.1.4高通滤波电路与低通滤波电路的对偶性5.1.5二阶压控电压源低通滤波电路RR1RFC+-+CRuA传递函数：由上三式解出：5.1.5二阶压控电压源低通滤波电路传递函数中出现f的二次项，故称为二阶滤波器。传递函数：式中Q称为等效品质因数低通截止频率要求Aup处于2~3之间5.1.5二阶压控电压源低通滤波电路对数幅频特性：输入电压经过两级RC

15、低通电路，在高频段，对数幅频特性以-40dB/十倍频的速度下降，使滤波特性比较接近于理想情况。根据高通滤波电路与低通滤波电路的对偶性，得传递函数：要求Aup<35.1.6二阶压控电压源高通滤波电路只允许某一段频带内的信号通过，将此频带以外的信号阻断。低通高通fHfO低通ffLO高通fO阻通阻一、带通滤波电路（BPF）构成5.1.7带通滤波电路和带阻滤波电路5.1.7带通滤波电路和带阻滤波电路R2=2RR3=R图中式中——中心频率电路及传输函数二、带阻滤波电路（BEF）阻止某一频段内的信号通过，在此频带以外的信号能顺利通过。又称陷波器。功能：构成：低通

16、高通fO低通fHfLfO高通fO通　　阻　　通电路及传输函数式中——通带电压放大倍数——中心频率步骤：由fL