滤波电路的基本概念与分类.pptVIP

8.5 滤波电路的基本概念与分类（了解） 1. 基本概念 滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。 滤波电路传递函数定义 时，有 其中 —— 模 ， 幅频响应 —— 相位角，相频响应 ,群时延响应 2. 分类 按处理 方法分 硬件滤波 软件滤波 按所处理 信号分 模拟滤波器 数字滤波器 按构成 器件分 无源滤波器 有源滤波器 8.5 滤波电路的基本概念与分类 按频率 特性分 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 按传递 函数分 一阶滤波器 二阶滤波器 N 阶滤波器 : 8.5 滤波电路的基本概念与分类 按频率特性分: 低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF） 3.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。滤波过程如图所示。 图9.1滤波过程 8.5 滤波电路的基本概念与分类 无源滤波器存在的问题： 电路增益小（1） 带负载能力差 有源滤波器优点： 提高增益（放大作用） 因运放输入电阻高，对RC滤波电路影响小 运放输出电阻小，带负载能力强 但有源滤波器不适合于高电压大电流的负 载，只适用于信号处理，工作在线性区。 3.用途 8.5 滤波电路的基本概念与分类 8.5.1 一阶有源滤波电路 低通滤波电路 (LPF—Low Pass Filter) 传递函数 其中 特征角频率 故，幅频相应为 同相比例放大系数 8.5.1 一阶有源滤波电路 2. 高通滤波电路 (HPF—High Pass Filter) 一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢（-20dB/十倍频程），与理想情况相差较远，选择性较差。一般用在对滤波要求不高的场合。 低通电路中的R和C交换位置便构成高通滤波电路 8.5.2 高阶有源滤波电路（不做要求） 2 有源高通滤波电路 3 有源带通滤波电路 4 二阶有源带阻滤波电路 1 有源低通滤波电路 1 有源低通滤波电路 1. 二阶有源低通滤波电路 2. 传递函数 对于滤波电路，有 得滤波电路传递函数 （二阶） （同相比例） 2. 传递函数 令 称为通带增益 称为特征角频率 称为等效品质因数 则 用 代入，可得传递函数的频率响应： 归一化的幅频响应 相频响应 公式表明，该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作。（否则将自激振荡） 3. 幅频响应 由传递函数可以写出频率响应的表达式 当 时，上式可以化简为 定义有源滤波器的品质因数Q值为 时的电压放大倍数的模与通带增益之比 以上两式表明，当 时，Q1，在 处的电压增益将大于 ，幅频特性在 处将抬高，具体请参阅图8.09。 当 ≥3时，Q =∞，有源滤波器自激。由于将 接到输出端，等于在高频端给LPF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。 3. 幅频响应 4. n阶巴特沃斯传递函数 传递函数为 式中n为阶滤波电路阶数，?c为3dB载止角频率，A0为通带电压增益。 2 有源高通滤波电路 1. 二阶高通滤波电路 将低通电路中的电容和电阻对换，便成为高通电路。 传递函数 归一化的幅频响应 2. 巴特沃斯传递函数及其归一化幅频响应 归一化幅频响应 3 有源带通滤波电路 1. 电路组成原理 可由低通和高通串联得到 必须满足 低通截止角频率 高通截止角频率 2. 例 3 有源带通滤波电路 3. 二阶有源带通滤波电路 令 传递函数 得 4 二阶有源带阻滤波电路 可由低通和高通并联得到 必须满足 双T选频网络 4 二阶有源带阻滤波电路 双T带阻滤波电路 4 二阶有源带阻滤波电路 阻滤波电路的幅频特性 4 二阶有源带阻滤波电路 *8.6 开关电容滤波器 不作要求