模電學習筆記33——有源濾波電路
教材:童詩白、華成英《模擬電子技術基礎》(第五版) 高等教育出版社
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6.3.?有源濾波電路
? ? ? ?濾波電路的功能:使特定頻率范圍內的信號通過,而阻止其它頻率信號通過。
6.3.1.?濾波電路的基礎知識
一、濾波電路的種類
? ? ? ?濾波電路種類有低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器和全通濾波器。
二、濾波器的幅頻特性
① 通帶:允許通過的頻段
② 阻帶:將信號衰減到零頻段
③ 過渡帶:通帶與阻帶之間的頻段
④ 通帶截止頻率fp:通帶放大倍數下降到0.707倍時的頻率
⑤ 通帶放大倍數Aup:通帶中輸出電壓與輸入電壓之比


三、無源濾波電路和有源濾波電路
(1)無源低通濾波器
① 無源濾波電路:經由無源器件組成的濾波電路。
② 無源濾波電路的通帶放大倍數及其截止頻率都隨負載而變化,不符合對信號處理電路的要求。

(2)有源濾波電路
① 有源濾波電路:由無源器件和有源器件共同組成的濾波電路。
② 有源濾波電路的通帶放大倍數及其截止頻率不隨負載而變化,且能放大信號。
③ 有源濾波電路不適合高電壓大電流的負載,只適用于信號處理。

6.3.2.?低通濾波器
一、同相輸入低通濾波器
(1)一階電路
① 一階電路的通帶放大倍數、截止頻率、電壓放大倍數和傳遞函數如圖。
② 一階電路的過渡帶較寬,增加RC環(huán)節(jié),可使過渡帶變窄,下降速度增加。


(2)簡單二階電路
① 簡單二階電路的通帶放大倍數、截止頻率、電壓放大倍數如圖。
② 簡單二階電路的截止頻率遠離特征頻率,若使特征頻率附近的電壓放大倍數數值增大,可使截止頻率接近特征頻率。引入正反饋可以增大放大倍數。?


(3)壓控電壓源二階低通濾波電路
① 壓控電壓源二階低通濾波電路中,只要正反饋引入得當,就既可能在f=f0時使電壓放大倍數數值增大,又不會因正反饋過強而產生自激振蕩。?

② 壓控電壓源二階低通濾波電路的放大倍數如圖

二、反相輸入低通濾波器

6.3.3. 其它濾波電路
一、高通濾波電路
? ? ? ?將低通濾波電路的電阻和電容互換,就可得到高通濾波電路。
二、帶通濾波電路
? ? ? ?將低通濾波器和高通濾波器串聯,就可得到帶通濾波器。前者的截止頻率應小于后者,則通頻帶為(fH - fL)。
三、帶阻濾波電路
? ? ? ?將輸入電壓同時作用于低通濾波器和高通濾波器,再將二者的輸出電壓求和,就可得到帶阻濾波器。前者的截止頻率應小于后者,電路的阻帶為(fH - fL)。

6.3.5.?狀態(tài)變量型濾波器
(1)將比例、積分、求和等基本運算電路組合成自由設置傳遞函數、實現各種濾波功能的電路,稱為狀態(tài)變量型濾波器。


(2)運算電路與有源濾波器的比較
