滤波器近年原文.ppt

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:滤波器滤波器的理想特性和实际滤波器特性一.低通滤波器(LPF)一）无源低通滤波器：低频信号能通过而高频信 号不能通过的滤波器电压放大倍数为——通带截止频率电路缺点：电压放大倍数低，带负载能力差解决办法：有源滤波器。图7.1.2二）一阶低通有源滤波器：电压放大倍数优点：通带电压放大倍数得到提高 缺点：当f≥f0时，幅频特性衰减太慢，以 -20dB／10倍频程的速率下降，与理 想的幅频特性相比相差甚远解决办法：采用二阶低通有源滤波器。(a)电路图(b)对数幅频特性三）二阶低通有源滤波器：(a)电路图(b)对数幅频特性0.1-40-20-0110－20dB/十倍频－40dB/十倍频一阶、二阶低通有源滤波电路幅频特性的比较：低通滤波器的幅频特性理想特性二阶有源高通滤波器二.高通滤波器(HPF)三.带通滤波器(BPF) 将一个低通滤波电路和一个高通滤波电路串联连接即可组成带通滤波电路，fhfL能组成带通电路。 BPF的构成方法:BPF构成的总则是LPF与HPF相串联，LPF与HPF串联有如下两种情况 1、将有源LPF与有源HPF两级直接串联。用这种方法构成的BPF通带宽，而且通带截止频率易调整，但所用元器件多 2、将两节电路直接相联，其优点是电路简单低通高通f2fO低通ff1O高通阻阻f2f1fO通带通滤波器原理示意图带通滤波器电路及幅频特性——中心频率——通带电压放大倍数 在规定的频带内，信号被阻断，在此频带以外的信号能顺利通过。 一个低通滤波电路和一个高通滤波电路并联连接组成的带阻滤波电路，fhfL能组成带阻电路 BEF构成的总原则是LPF与HPF相并联，BEF构成的原理框图如图所示四.带阻有源滤波电路（BEF）低通高通f2f1fO通阻通fO低通f1f2fO高通带阻滤波器原理示意图带阻滤波器的典型电路——中心频率——通带电压放大倍数2200p1j1ffffQAAuu-+=五.开关电容滤波器(SCF)开关电容滤波器由时钟脉冲信号控制的模拟开关、电容和运算放大电路三部分组成。一）基本开关电容单元基本开关电容单元电路S1，S2为模拟开关，控制信号为两相不重叠的时钟驱动脉冲信号。频率远大于输入信号频率。当开关S1闭合、S2断开时，电容C1充电至V1，充电电荷Q=C1×V1；当开关S1断开、S2闭合时，电容C1放电至V2，在开关的一个周期Tck=1/fck，节点从左向右传输的总电荷为Q＝C1×△V=C1×(V1－V2)，节点间的等效电流I=Q/TCK＝C1×fck×(V1－V2)。二）开关电容滤波电路开关电容低通滤波器及其等效电路其中：等效电阻：REQ＝Tck/C1＝1/(C1×fck)，C1为电容量，Tck为时钟信号周期，fck为时钟频率。若取C1＝1PF，fck＝100kHz，就可模拟出10MΩ的电阻。实际开关电容滤波器MAX293/4/7八阶低通椭圆型、开关电容滤波MAX260/1/2是CMOS双二阶通用开关电容有源滤波器，由微处理器精确控制滤波函数构成各种带通、低通、高通、陷波和全通配置，且无需外部元件。内含有2个二阶滤波器，在程序控制下可设置中心频率f0、品质因数Q和滤波器的工作方式。六.集成程控滤波器附资料设计并制作一个可控放大器，其组成框图如图所示。放大器的增益可设置；低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器的通带、截止频率等参数可设置。题目：1．基本要求（1）放大器输入正弦信号电压振幅为10mV，电压增益为40dB，通频带为100Hz～40kHz，放大器输出电压无明显失真。（2）滤波器可设置为低通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k?。（3）滤波器可设置为高通滤波器，其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,RL=1k?。（4）截止频率的误差不大于10%。（5）有