模电第八章 有源滤波器

第八章有源滤波器8.1基本概念

8.2滤波电路分析8.3滤波电路综合

8.1基本概念

8.1.1滤波器的分类

根据电路所用元件的不同，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器。无源滤波器-----由无源元件R、L、C组成的滤波电路有源滤波器----由无源元件和三极管、集成运算放大器等有源元件组成的滤波电路根据截止频率附近幅频特性或相频特性的不同，滤波器可以分为巴特沃斯（Butterworth）滤波器、切比雪夫（Chebyshev）滤波器、贝塞尔（Bessel）滤波器等。根据阶数，滤波器可以分为一阶滤波器、二阶滤波器等等。根据滤波器通带和阻带的频率范围，滤波器可分为低通滤波器(LowPassFilter，LPF)、高通滤波器(HighPassFilter，HPF)、带通滤波器(BandPassFilter，BPF)、带阻滤波器(BandEliminationFilter，BEF)和全通滤波器（AllPassFilter，APF)等。图8-1各种滤波器的理想幅频特性a）低通

b）高通

c）带通

d）带阻e)全通

低通

高通带通

带阻

8.1.2无源滤波器无源RC低通滤波电路令图

8-2低通无源滤波电路图

8-3低通无源滤波电路实际的幅频特性无源RC高通滤波电路

令

8.1.2无源滤波器图

8-4高通无源滤波电路图

8-5高通无源滤波电路的幅频特性

8.1.3有源滤波器

与无源滤波器相比，在有源滤波电路中，集成运放起着放大的作用，提高了电路的增益，而且因集成运放输入阻抗很高，故对RC网络的影响小，同时又因其输出电阻低，带负载能力就强；另外由于不使用电感元件，可减小滤波器的体积和重量。但是，由于通用型集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波器的工作频率较低，一般在几千赫以下（采用特殊器件也可以做到几兆赫），而在频率较高的场合，常采用LC无源滤波器效果较好。带同相比例放大电路的LPF带反相比例放大电路的LPF8.2滤波电路分析8.2.1有源低通滤波器1.一阶低通滤波器up图

8-62.二阶低通滤波器令

图8-7二阶有源低通滤波器

a）电路令当按-40dB/十倍频下降

当fH图8-7二阶有源低通滤波器

b）幅频特性图8-7二阶有源低通滤波器

b）幅频特性3.二阶压控低通滤波器令，则可得电路的特征频率:当信号频率为零时，电路的通带电压放大倍数其中，

Q为f=f0时电压放大倍数的模与通带电压放大倍数之比，称为等效品质因数图8-88.2.2有源高通滤波器1.一阶高通滤波器图

8-9一阶高通有源滤波电路

a）带同相比例放大电路的HPFb）幅频特性2.二阶压控高通滤波器图8-10二阶压控电压源高通滤波器a）电路b）幅频特性

8.2.3有源带通滤波器图8-11带通滤波器的组成a)原理框图

b)低通滤波幅频特

c)高通滤波幅频特

d)带通滤波幅频特a)c)b)d)

图8-12压控电压源带通滤波器

a）电路

b）幅频特性8.2.4有源带阻滤波器图8-13带阻滤波器的框图

图8-14带阻滤波器a）电路

b）幅频特性8.2.5有源全通滤波器

全通滤波器没有阻带，其理想滤波特性从零到无穷大，信号可以无衰减地通过滤波器，但不同频率的信号将产生不同的相移。因此全通滤波器也称为延时滤波器或移相器。

图8-15一阶全通滤波器a）电路一

b）电路二图8-16全通滤波器电路的幅频特性和相频特性a)幅频特性

b)相频特性8.3滤波电路综合

图8-173种类型滤波器二阶LPF的幅频特性实验8.1无源和有源低通滤波器实验内容

1．一阶无源低通滤波电路1）运行Multisim电子设计软件

一阶无源低通滤波电路实验8.1无源和有源低通滤波器2．一阶有源低通滤波电路一阶有源低通滤波电路3．二阶有源低通滤波电路4．一阶有源高通滤波电路5．一阶有源带通滤波电路6．一阶有源带阻滤波电路