第七章 信号处理电路ok.pptVIP

7.1 有 源 滤 波 器 P367 7.1.1 概述 一， 滤波器的分类 二， 滤波器的用途 7.1.2 有源低通滤波器(LPF) 一， 低通滤波器的主要技术指标 二， 简单一阶低通有源滤波器 三， 二阶压控型低通有源滤波器 7.1.3 有源高通滤波器 7.1.4 有源带通滤波器(BPF) 和带阻滤波器(BEF) * 7.1.1 概述 7.1.2 有源低通滤波器(LPF) 7.1.3 有源高通滤波器(HPF) 7.1.4 有源带通滤波器(BPF)和 带阻滤波器(BEF) 有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加一些R、C等无源元件而构成的。 通常有源滤波器分为： 低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） 它们的幅度频率特性曲线如图所示。 一， 滤 波 器 的 分 类 有源滤波器的频响 二， 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。滤波过程如图13.02所示。 图13.02 滤波过程 一， 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。 （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。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。 LPF的幅频特性曲线 二， 简单一阶低通有源滤波器 一阶低通滤波器的电路由无源一阶低通和同相比例运算电路组成，如图所示。 特点是电路简单，阻带衰减较慢，选择性较差。 图13.04 一阶LPF 图13.05一阶LPF的幅频特性曲线 当 f = 0时，各电容器可视为开路，通带内的增益为 一阶低通滤波器的传递函数如下 ， 其中 与一节RC低通环节的频响表达式相比只是缺少通带增益Avp这一项。 （1）二阶压控LPF 二阶压控型低通有源滤波器如图所示。其中的一个电容器C1接到输出端。显然C1的改接不影响通带增益。 图13.08二阶压控型LPF 三， 二阶压控型低通滤波器 图13.09 二阶压控型LPF 的幅频特性 （2）二阶压控型LPF的传递函数 该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作。 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 (3）频率响应 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 该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作。 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。 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。 二阶压控型有源高通滤波器的电路图如 图所示。 将R?C 图13.12二阶压控型HPF 由此绘出的频率响应特性曲线如图所示 (1)通带增益 (2)传递函数 (3)频率响应 令 则可得出频响表达式 结论：当 时，幅频特性曲线的斜率 为+