模拟电子技术基础：第22讲 有源滤波电路

1、第二十二讲 滤波电路一、概述二、无源滤波电路三、有源滤波电路1. 滤波电路的功能 使指定频段的信号顺利通过，其它频率的信号被衰减。一、概述 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。2. 滤波电路的种类一、概述1）按电路的组成原件：无源滤波：滤波电路仅由无源原件(电阻、电容、电感)组成。有源滤波：滤波电路由无源原件和有源原件(三极管、集成运放)共同组成。2）按滤波器的工作频带：低通、高通、带通、带阻、全通滤波器。实际幅频特性通带放大倍数通带截止频率低通滤波器（LPF）通常用幅频特性描述滤波特性fP 截止频率放大倍数通带放大倍数高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器

2、（BEF）理想滤波器的幅频特性阻容耦合通信电路抗已知频率的干扰低通滤波器（LPF）电源滤波1. 高通电路二.无源滤波fL：下限截止频率幅频特性相频特性频率越低，衰减越大，相移越大。2. 低通电路fH:上限截止频率频率越高，衰减越大，相移越大。3. 波特图为了在同一坐标系中表示宽的频率变化范围，在画频率特性曲线时，常采用对数坐标。波特图的表示方法：幅频特性的横轴采用对数坐标( lgf )，纵轴采用对数坐标(20lg|Au|)，单位是分贝(dB)。相频特性的横轴采用对数坐标( lgf )，纵轴采用原坐标() 。低通电路的波特图总结：电路的截止频率取决于电容所在的回路的时间常数。当电路的频率等于fL

3、或fH时，电路的增益下降3dB，且产生45度的相移。在近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示电路的频率特性。讨论一1. 为什么用波特图？102030405060Of10102103104105106lg f空载时带负载时三.有源滤波电路 负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。无源滤波电路存在什么问题？ 无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波参数不随负载变化，可放大，不能输出高电压大电流。什么是有源滤波电路？ 用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻1.低通滤波器1) 同相输入 对于LPF，频率趋于0时的放大倍数即为通带放大倍数。求解传递函数时，只需将放大倍数中的 j用 s 取代即可

4、。一阶LPF经拉氏变换得传递函数频率趋于0时的放大倍数为通带放大倍数决定于RC环节表明进入高频段的下降速率为20dB/十倍频（1）一阶电路1. 同相输入（1）一阶电路：幅频特性 为了使过渡带变窄，需采用多阶滤波器，即增加RC环节。在Au(s)表达式分母中s的方次就是滤波器的阶数。（2）简单二阶LPF截止频率分析方法：电路引入了负反馈利用节点电流法求解输出电压与输入电压的关系。（3）压控电压源二阶LPF引入正反馈为了改善截至频率f0 附近的频率特性： 使 fp=f0，且在f=f0时幅频特性按40dB/十倍频下降。（3）压控电压源二阶LPF f0时，C1断路，正反馈断开，放大倍数为通带放大倍数；

5、f ， C2短路，正反馈不起作用，放大倍数小0 ； 因而有可能在f = f 0时放大倍数等于或大于通带放大倍数。对于不同频率的信号正反馈的强弱不同。压控电压源二阶LPF的分析 列P、M点的节点电流方程，整理可得：压控电压源二阶LPF的分析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。 2. 反相输入低通滤波器积分运算电路的传递函数为加R2后， f0，C 断开，通带放大倍数，三、高通、带通、带阻有源滤波器1. 高通滤波器（HPF） 与LPF有对偶性，将LPF的电阻和电容互换，就可得一阶HPF、简单二阶HPF、压控电压源二阶HPF电路。OOO三、高通、带通、带阻有源滤波器2. 带通滤波器（BPF）3. 带阻滤波器（BEF）fHfLfHfL例: 要求二阶压控型LPF的Q值为0.7，试求图电路中的电阻、电容值。根据f0 选择C，再求R 计算出，R=3979，取3.9K2. 根据Q值求R1和R2，因为f=f0 时有则Aup1.57，又运算电路与有源滤波器的比较相同之处电路中均引入深度负反馈，因而集成运放均工作在线性区。均具有“虚短”和“虚断”的特点，均可用节点电流法求解电路。不同之处运算电路研究的是时域问题，有源滤波电路研究的是频域问题；测试时，前者是在输入信号频率不变或直流信号下测量输出电压与输入电压有