第八章有源濾波器8.1基本概念

8.2濾波電路分析8.3濾波電路綜合

8.1基本概念

8.1.1濾波器的分類

根據電路所用元件的不同，濾波器可以分為無源濾波器和有源濾波器。無源濾波器-----由無源元件R、L、C組成的濾波電路有源濾波器----由無源元件和三極管、集成運算放大器等有源元件組成的濾波電路根據截止頻率附近幅頻特性或相頻特性的不同，濾波器可以分為巴特沃斯（Butterworth）濾波器、切比雪夫（Chebyshev）濾波器、貝塞爾（Bessel）濾波器等。根據階數，濾波器可以分為一階濾波器、二階濾波器等等。根據濾波器通帶和阻帶的頻率范圍，濾波器可分為低通濾波器(LowPassFilter，LPF)、高通濾波器(HighPassFilter，HPF)、帶通濾波器(BandPassFilter，BPF)、帶阻濾波器(BandEliminationFilter，BEF)和全通濾波器（AllPassFilter，APF)等。圖8-1各種濾波器的理想幅頻特性a）低通

b）高通

c）帶通

d）帶阻e)全通

低通

高通帶通

帶阻

8.1.2無源濾波器無源RC低通濾波電路令圖

8-2低通無源濾波電路圖

8-3低通無源濾波電路實際的幅頻特性無源RC高通濾波電路

令

8.1.2無源濾波器圖

8-4高通無源濾波電路圖

8-5高通無源濾波電路的幅頻特性

8.1.3有源濾波器

與無源濾波器相比，在有源濾波電路中，集成運放起著放大的作用，提高了電路的增益，而且因集成運放輸入阻抗很高，故對RC網絡的影響小，同時又因其輸出電阻低，帶負載能力就強；另外由于不使用電感元件，可減小濾波器的體積和重量。但是，由于通用型集成運放的帶寬有限，所以目前有源濾波器的工作頻率較低，一般在幾千赫以下（采用特殊器件也可以做到幾兆赫），而在頻率較高的場合，常采用LC無源濾波器效果較好。帶同相比例放大電路的LPF帶反相比例放大電路的LPF8.2濾波電路分析8.2.1有源低通濾波器1.一階低通濾波器up圖

8-62.二階低通濾波器令

圖8-7二階有源低通濾波器

a）電路令當按-40dB/十倍頻下降

當fH圖8-7二階有源低通濾波器

b）幅頻特性圖8-7二階有源低通濾波器

b）幅頻特性3.二階壓控低通濾波器令，則可得電路的特征頻率:當信號頻率為零時，電路的通帶電壓放大倍數其中，

Q為f=f0時電壓放大倍數的模與通帶電壓放大倍數之比，稱為等效品質因數圖8-88.2.2有源高通濾波器1.一階高通濾波器圖

8-9一階高通有源濾波電路

a）帶同相比例放大電路的HPFb）幅頻特性2.二階壓控高通濾波器圖8-10二階壓控電壓源高通濾波器a）電路b）幅頻特性

8.2.3有源帶通濾波器圖8-11帶通濾波器的組成a)原理框圖

b)低通濾波幅頻特

c)高通濾波幅頻特

d)帶通濾波幅頻特a)c)b)d)

圖8-12壓控電壓源帶通濾波器

a）電路

b）幅頻特性8.2.4有源帶阻濾波器圖8-13帶阻濾波器的框圖

圖8-14帶阻濾波器a）電路

b）幅頻特性8.2.5有源全通濾波器

全通濾波器沒有阻帶，其理想濾波特性從零到無窮大，信號可以無衰減地通過濾波器，但不同頻率的信號將產生不同的相移。因此全通濾波器也稱為延時濾波器或移相器。

圖8-15一階全通濾波器a）電路一

b）電路二圖8-16全通濾波器電路的幅頻特性和相頻特性a)幅頻特性

b)相頻特性8.3濾波電路綜合

圖8-173種類型濾波器二階LPF的幅頻特性實驗8.1無源和有源低通濾波器實驗內容

1．一階無源低通濾波電路1）運行Multisim電子設計軟件

一階無源低通濾波電路實驗8.1無源和有源低通濾波器2．一階有源低通濾波電路一階有源低通濾波電路3．二階有源低通濾波電路4．一階有源高通濾波電路5．一階有源帶通濾波電路6．一階有源帶阻濾波電路