第三章-滤波器ppt课件.ppt

《第三章-滤波器ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。工程上常用来进行信号处理、数据传递和抑制干扰。滤波器通带：能够通过的信号频率范围。阻带：受阻的信号频率范围。截止频率：通带和阻带的界限频率。滤波器的用途滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。是指用晶体管或运放构成的包含放大和反馈的滤波器。特点：需要工作电压。无源滤波器指用电容、电感、电阻组成的滤波器。特点：需要工作电压。3.1滤波器的分类：一.按是否使用有源器件分：无源滤波器、有源滤波器1.一阶RC低通滤波器

2、(无源)(一).无源滤波器传递函数：截止频率：幅频特性：此电路的缺点：1、带负载能力差。2、无放大作用。3、特性不理想，边沿不陡。幅频特性：0.707H截止频率01

3、A

4、1.一阶RC高通滤波器(无源)传递函数：截止频率：幅频特性：+_+_CRRC高通电路此电路的缺点：1、带负载能力差。2、无放大作用。3、特性不理想，边沿不陡。幅频特性：+_+_CRRC高通电路(二).有源滤波器指用放大器、电阻、电容组成的滤波电路，具有信号放大功能，且输入、输出阻抗容易匹配。缺点：使用电源、功耗大，集成运放的带宽有限，工作频率难以做得很高，一般不能用于高频场合。低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF

5、）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）二.按通带和阻带的相互位置不同分为：ω

6、A

7、0ωC通带阻带A0ω

8、A

9、0ωCA0通带阻带ω

10、A

11、0ωC1A0阻阻ωC2通ω

12、A

13、0ωC1A0阻ωC2通通各种滤波器理想的幅频特性：（1）低通（2）高通（3）带通（4）带阻运放电路符号a：反向输入端，输入电压u－b：同向输入端，输入电压u+o：输出端,输出电压uo:公共端(接地端)+__+u+u-+_uoao+_uib_+A+5.2比例电路的分析以反相比例器为例根据“虚短”：根据“虚断”：u+=u-=0，i1=us/R1i2=-uo/Rfi2=i1i1i2+_uo+_usR1RfRL21_++1

14、.一阶有源低通滤波器传递函数：通带增益：截止频率：幅频特性及幅频特性曲线传递函数：幅频特性：缺点：阻带衰减太谩。H0.7071+Rf/R101+Rf/R1

15、A

16、2.二阶有源低通滤波器传递函数：当Ao＜3时，滤波器可以稳定工作。此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。当f＞＞fL时，幅频特性曲线的斜率为-40dB/dec。当Ao≥3时，源滤波器自激。幅频特性及幅频特性曲线传递函数：通带增益：截止频率：高通有源滤波器1.一阶有源高通滤波器幅频特性：缺点：阻带衰减太谩。幅频特性及幅频特性曲线传递函数：01+Rf/R10.707(1+Rf/R1)L

17、A

18、2.二阶有源高通滤波

19、器由此绘出频率响应特性曲线(2)通带增益（1）幅频特性：其中：当AO≥3时，电路自激。幅频特性曲线当Ao＜3时，滤波器可以稳定工作。此时特性与Q有关。当Q=0.707时，幅频特性较平坦。当f＜＜fL时，幅频特性曲线的斜率为+40dB/dec。可由低通和高通串联得到低通截止频率高通截止频率必须满足有源带通滤波器可由低通和高通并联得到必须满足有源带阻滤波器1.低通滤波器（LPF）让从零到某一截止频率的低频信号通过，而对于大于阻带频率的所有频率全部衰减。设计时，可根据通带里幅频响应、衰减率的不同要求，选择不同类型的衰减函数，如巴特沃思、切比雪夫、贝赛尔函数等。低通滤波器传递函数的一般形式为

20、：为常数，为多项式，的零点在处。二阶低通滤波器传递函数的典型表达式为：为特征角频率，为等效品质因数。2.高通滤波器（HPF）让高于截止频率的高频信号通过，而对从0到阻带频率的低频频率受到衰减。高通滤波器传递函数的一般形式为：为n次多项式，的零点在w＝0处。二阶高通滤波器传递函数的典型表达式为：为处的增益，在处，A(0)=0。3.带通滤波器功能：让有限带宽（）内的交流信号顺利通过，让频率范围之外的交流信号受到衰减。——下限频率，——上限频率，带宽：中心角频率：带通滤波器传递函数的一般表达式为：为n次多项式，n为偶数。的零点位于及处。二阶带通滤波器传递函数的典型表达式为：式中既是特征角频

21、率，也是带通滤波器的中心频率。为3dB带宽4.带阻滤波器功能：抑制某个频率范围之内交流信号，使其衰减，而让频率以外的交流信号顺利通过。二阶双T带阻滤波器传递函数的典型表达式为：5.全通滤波器对信号进行时延控制。3.2有源滤波器的设计原理一般有源滤波器的设计，是根据所要求的幅频和相频响应，寻找可实现的有理函数进行逼近设计，以达最佳的近似理想特性。常用的逼近函数有：巴特沃思、切比雪夫、贝赛尔函数等。1.巴特沃思滤波器：这是一种幅度平坦的滤波器，其幅频响应从0到