第三节 有源滤波电路引言引言 一、低通滤波器一、低通滤波器 二、高通滤波器二、高通滤波器 三、带通滤波器三、带通滤波器 四、带阻滤波器四、带阻滤波器 电电 子子引言引言 滤波波电路主要有以下四种根本路主要有以下四种根本类型：型：低通低通滤波器波器高通高通滤波器波器带通通滤波器波器带阻阻滤波器波器Af()10-3 10-2 10-1 100101102/0通带通带阻带阻带Af()10-2 10-1 100 101102/0通带通带阻带阻带Af()102通通阻阻阻阻0Af()102通通阻阻0通通无源无源滤波器波器只用一些无源元件只用一些无源元件(R、L、C)组成的滤波器组成的滤波器有源有源滤波器波器第三节第三节用无源元件和有源元件组成的滤波器用无源元件和有源元件组成的滤波器(a)图中中(b)图中中它它们的截止角的截止角频率是率是无源无源滤波波电路存在的路存在的问题1电路的增益小，最大路的增益小，最大为12带负载才干差才干差第三节第三节如在无源如在无源滤波波电路路输出端接一出端接一负载电阻阻RL，那么其截止，那么其截止频率和增益均随率和增益均随RL而而变化。化。式中式中可可见有源有源滤波波电路特点：路特点：(1)电路的增益得到提高路的增益得到提高(2)运放本身运放本身对RC网网络影响小影响小(3)带负载才干才干强(4)运放任运放任务在在线性区性区第三节第三节一、低通滤波器低通滤波器用来经过低频信号，抑制或衰减高频信号。低通滤波器用来经过低频信号，抑制或衰减高频信号。称为滤波电路增益或电压传送函数。称为滤波电路增益或电压传送函数。-+输出出电压为传送函数送函数通通带电压放大倍数放大倍数通通带截止角截止角频率率第三节第三节幅幅幅幅频频特性特性特性特性为为结论1.改动电阻改动电阻Rf和和R1的阻值可调理通带电压放大倍数的阻值可调理通带电压放大倍数2.改动截止频率，应调整改动截止频率，应调整RC 一一阶电路缺陷路缺陷当当 o时，幅频特性衰减太慢，以时，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差甚远。倍频程的速率下降，与理想的幅频特性相差甚远。第三节第三节 为了得到了得到较好的好的滤波效果，通常采波效果，通常采用两用两节RC低通网低通网络上再接一集成运放。上再接一集成运放。-+设解得解得其中其中令令为通通带截止角截止角频率率第三节第三节简单简单二二二二阶阶低通低通低通低通滤滤波波波波电电路的幅路的幅路的幅路的幅频频特性特性特性特性10/010.370.10-3dB-40dB/十倍十倍频频由幅频特性可见由幅频特性可见0时衰减时衰减的斜率为的斜率为40dB/十倍频。但在十倍频。但在0附近，其幅频特性与理想的附近，其幅频特性与理想的低通滤波特性相差较大。低通滤波特性相差较大。改良改良-+ 将电容将电容C1的接地的接地端改接到集成运放的输端改接到集成运放的输出端。出端。第三节第三节-+只需参数适宜只需参数适宜(1)该电路在该电路在f0附近附近构成正反响，不致构成正反响，不致呵斥自激振荡，使呵斥自激振荡，使f0附近的电压放大倍附近的电压放大倍数得到提高。数得到提高。(2)当当0时，输时，输入信号被入信号被C2衰减，输衰减，输出电压的幅值小，反出电压的幅值小，反响信号较弱，对电压响信号较弱，对电压放大倍数影响不大。放大倍数影响不大。第三节第三节定量分析定量分析-+10/010.0110-30-3dB-40dB/十倍频十倍频0.13dB(1)当当0时，Af()/Af=1, 即即20lgAf()/Af=0dB(2)当当=0时，Af()/Af=幅幅值下降了下降了3dB,0是是电路的通路的通带截止角截止角频率率第三节第三节阻尼系数:(4)Q大小主要影响大小主要影响Af()在在0附近的情况，附近的情况，Q值越大，越大，Af(0)越大。越大。Q2时幅幅频特性。特性。结论将电容将电容C1接地的一端改接到运放的输出端，构成接地的一端改接到运放的输出端，构成正反响后，可使正反响后，可使Uo的幅值在的幅值在0范围内得到加强，范围内得到加强， 假设假设Q值适宜，其幅频特性比较接近理想情况值适宜，其幅频特性比较接近理想情况 。 (3)当当=100时， 阐明阻明阻带区内区内Af(0)以每十倍以每十倍频40dB(100倍倍)的速率衰减。的速率衰减。第三节第三节10/010.0110-30-3dB-40dB/十倍频十倍频0.13dB二、高通滤波器理想的高通理想的高通滤波器幅波器幅频特性特性Af()10-210-1100 101 102/0通带通带阻带阻带高通滤波器与低通滤波器高通滤波器与低通滤波器具有对偶关系，低通滤波具有对偶关系，低通滤波器电阻与电容位置互易就器电阻与电容位置互易就可得到高通滤波器。如：可得到高通滤波器。如：-+一阶高通滤波器一阶高通滤波器-+二阶高通滤波器二阶高通滤波器第三节第三节二二阶压控型高通控型高通滤波器波器-+10/010.0110240dB/十倍频十倍频0.13dB10110010-110-2第三节第三节三、带通滤波器带通滤波器只让某一频段的信号经过，而带通滤波器只让某一频段的信号经过，而将此频段外的信号加以抑制或衰减，其理将此频段外的信号加以抑制或衰减，其理想幅频特性如图：想幅频特性如图：Af()1 0 2通通阻阻阻阻0带通滤波器可由以带通滤波器可由以11为截为截止角频率的高通滤波器和止角频率的高通滤波器和以以22为截止角频率的低通为截止角频率的低通滤波器串联而成。其组成滤波器串联而成。其组成原理为：原理为：低通低通高通高通低通低通高通高通通通阻阻阻阻第三节第三节带通通滤波器波器电路路图-+HPFMLPF低通低通高通高通称称为通通带电压放大倍数放大倍数留意留意Abw不同于不同于Af，Af应小于小于3，否那么，否那么电路路不能不能稳定任定任务。幅幅频特性特性结论Q值越大，越大，带通通滤波器通波器通带宽度越窄，度越窄，选择性越好。性越好。/010110010-1第三节第三节四、带阻滤波器带阻滤波器用来专门抑制某一频段带阻滤波器用来专门抑制某一频段的信号，而让此频段以外的一切信的信号，而让此频段以外的一切信号经过，其理想幅频特性如图：号经过，其理想幅频特性如图：带阻滤波器可由一个高通滤带阻滤波器可由一个高通滤波器和一个低通滤波器并联波器和一个低通滤波器并联而成。或由带通滤波器与一而成。或由带通滤波器与一减法器相连而成。减法器相连而成。Af()102通通阻阻0通通低通低通高通高通低通低通高通高通通通阻阻通通第三节第三节带阻阻滤波器波器电路路图幅幅频特性特性-+10110010-1/0第三节第三节终了Af()10-3 10-2 10-1 100101102/0通带通带阻带阻带Af()10-2 10-1 100 101102/0通带通带阻带阻带Af()102通通阻阻阻阻0Af()102通通阻阻0通通