有源二阶低通滤波器资料

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1、二阶低通滤波器的安装与测试①参照图4电路安装二阶低通滤波器。元件值取：R1=R2=R=1.6kW，R3=82kW，R4=48kW，C1=C2=C=0.1mF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。②取Ui=2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui=2V不变），用毫伏表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，并将测量结果与理论值相比较。③在图4电路中将元件值改为：R1=R2=R=3kW，R3=82kW，R4=48kW，C1=C2=C=0.1mF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。并按②的步骤和要

2、求进行测量。2．二阶高通滤波器的安装与测试①参照图6电路安装二阶高通滤波器。元件值取：R1=R2=R=16kW，R3=82kW，R4=48kW，C1=C2=C=0.1mF，Q=0.707，计算截止频率fc和通带电压放大倍数Auo的值。②取Ui=2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui=2V不变），用毫伏表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，并将测量结果与理论值相比较。③在图6电路中将元件值改为：R1=R2=R=10kW，R3=82kW，R4=48kW，C1=C2=C=0.1mF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Au

3、o和Q的值。并按②的步骤和要求进行测量。*3．二阶带通滤波器的安装与测试①参照图9电路安装二阶带通滤波器。元件值取：R1=R2=R=1.5kW，R3=2R=3kW，R4=10kW，R5=19kW，C1=C2=C=0.1mF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。②取Ui=2V，由低到高改变输入信号的频率（注意：保持Ui=2V不变），用毫伏表测量滤波器的输出电压和截止频率fc，根据测量值，画出幅频特性曲线，测出带宽BW，并将测量结果与理论值相比较。③在图9电路中将元件值改为：R1=R2=R=7.5kW，R3=2R=15kW，R4=10kW，R5

4、=19kW，C1=C2=C=0.1mF，计算截止频率fc、通带电压放大倍数Auo和Q的值。并按②的步骤和要求进行测量。有源低通滤波器(LPF)1低通滤波器的主要技术指标（1）通带增益Avp通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，如图3所示。性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。（2）通带截止频率fp其定义与放大电路的上限截止频率相同，见图3。通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。图3LPF的幅频特性曲线2简单一阶低通有源滤波器一阶低通滤波器的电路如图4所示，其幅频特性见图5，图中虚线为理想

5、的情况，实线为实际的情况。特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。图4一阶LPF图5一阶LPF的幅频特性曲线当f=0时，电容器可视为开路，通带内的增益为一阶低通滤波器的传递函数如下，其中该传递函数式的样子与一节RC低通环节的增益频率表达式差不多，只是缺少通带增益Avp这一项。3简单二阶低通有源滤波器为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。二阶LPF的电路图如图6所示，幅频特性曲线如图7所示。6二阶LPF图7二阶LPF的幅频特性曲线（1）通带增益当f=0时，

6、各电容器可视为开路，通带内的增益为（2）二阶低通有源滤波器传递函数根据图8-2.06可以写出通常有，联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数(3)通带截止频率将s换成jω，令ω0＝2πf0=1/(RC)可得当f=fp时，上式分母的模解得截止频率：与理想的二阶波特图相比，在超过f0以后，幅频特性以-40dB/dec的速率下降，比一阶的下降快。但在通带截止频率fp→f0之间幅频特性下降的还不够快。4二阶压控型低通有源滤波器（1）二阶压控型LPF二阶压控型低通有源滤波器如图8所示。其中的一个电容器C1原来是接地的，现在改接到输出端。显然，C1的改接不影响通带增益

7、。图8二阶压控型LPF图9二阶压控型LPF的幅频特性（2）二阶压控型LPF的传递函数对于节点N，可以列出下列方程联立求解以上三式，可得LPF的传递函数上式表明，该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作。（3）频率响应由传递函数可以写出频率响应的表达式当f=f0时，上式可以化简为定义有源滤波器的品质因数Q值为f=f0时的电压放大倍数的模与通带增益之比以上两式表明，当21，在f=f0处的电压增益将大于Avp，幅频特性在f=f0处将抬高，具体请参阅图9。当Avp≥3时，Q=∞，有源滤波器自激。由于将C1接到输出端，等于在高频端给LP

8、F加了一点正反馈，所以在高频端的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。5二阶反相型