天津大学《电子电路设计》课件二阶有源滤波电路设计2.pptxVIP

滤波器的分类有各种定义，按功能：

低通滤波器（LPF）、

高通滤波器（HPF）、

带通滤波器（BPF）、

带阻滤波器（BEF）。;按结构;压控电压源二阶滤波电路的特点是：运算放大器为同相接法，滤波器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，滤波器相当于一个电压源。其优点是：电路性能稳定，增益容易调节。这个电路有个优点,就是增益的改变不会改变中心频率,所以两个电阻的取值就很随便，但是因为电路中存在正反馈，当增益过大时很容易导致自激振荡（K?）。

;无限增益多路负反馈二阶滤波电路的特点是：运算放大器为反相接法，由于放大器的开环增益无限大，反相输入端可视为虚地，输出端通过电容和电阻形成两条反馈支路。

其优点是：输出电压与输入电压的相位相反，元件少，但增益调节不方便，且因为无限增益多路反馈型滤波电路不存在正反馈，因而总是稳定的。

;按实际滤波器逼近理想滤波器的近似算法有Butterworth，chebyshev，bessel，ellipse

各种近似方法的特点：

1、巴特沃斯：通带最大平坦性，但是过渡带衰减不够陡峭，而且其阶跃响应会产生上冲或波动，所以不适用于处理脉冲信号；

2、切比雪夫：通带有起伏，但是过渡带较陡峭，常用于AD转换器前的抗混叠滤波器，阶跃响应同样会产生上冲或波动；

3、贝塞尔：也有称为汤姆逊(Thomson)滤波器的。最大的特点就是阶跃响应的波动最少，所以适用于处理脉冲信号，但是过渡带最不陡峭。

4、椭圆：也有称为考尔滤波器的。通带起伏更大，而且衰减带也有反弹，但过渡带最陡峭；

;实验要求：

设计一个二阶1dB（波纹高度）无限增益多路反馈切比雪夫或巴特沃斯低通滤波器，通带增益为Kp=2，截止频率为f=1~5kHz。画出电路图并注明元件参数，给定输入正弦信号Uipp=2V,频率从100Hz~15KHz变化，观察测试输出信号大小，及相位变化，画出幅频特性曲线，电路结构如图5所示

;例：设计一个二阶1dB（波纹高度）无限增益多路反馈切比雪夫低通滤波器，通带增益为Kp=2，截止频率为f=1kHz;（3）从表3-1至表3-5中查出C1和K＝1时的电阻值,再将这些电阻值乘以电阻换标系数K，得到实际电阻值???最后将这些电阻值靠标称的电阻值。

;从表中查出Kp＝2时，电容C1＝0.05C＝5000PF，K＝1时的电阻值。

R1=2.602KΩ

R2=5.204KΩ

R3=8.839KΩ

将上述电阻值乘以参数K=1，得：

R1=2.602KΩ，取标称值？

R2=5.204KΩ，取标称值5.1K+100Ω

R3=8.839KΩ。取标称值6.8K+2K？

C1＝5100PF

;例：设计一个二阶1dB（波纹高度）无限增益多路反馈巴特沃斯低通）滤波器，通带增益为Kp=2，截止频率为f=5kHz。;注意事项

1、探头比的意义

2、电容值的读法，如105、104、103、512、152、333等，单位是PF。

3、单运放OP07是双电源+12V~-12V，必须注意电源接地不能虚。