模擬電子電路及技術(shù)基礎(chǔ)+（孫肖子）-第三單元-13、14（有源濾波器實(shí)現(xiàn)2+上）

<<西電絲路云課堂>>有源RC濾波器實(shí)現(xiàn)(1.A)

---一階有源RC濾波器

孫肖子有源RC濾波器實(shí)現(xiàn)原理及電路(1.A)二.濾波器的實(shí)現(xiàn)▲無(wú)源濾波器:由無(wú)源元件R,L,C組------(電路課學(xué)過(guò))濾波器“階數(shù)”取決于獨(dú)立儲(chǔ)能元件之?dāng)?shù)目一般高頻用RLC無(wú)源濾波器,低頻用RC濾波器,但RC無(wú)源濾波器Q值低,無(wú)放大能力,帶負(fù)載能力差.故改用有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò),使之Q值增大,有放大功能,帶負(fù)載能力增強(qiáng).運(yùn)放輸出阻抗低,級(jí)間具有優(yōu)良的隔離性能,所以各級(jí)之間無(wú)阻抗匹配的要求,級(jí)聯(lián)方便,又由于不使用電感，體積和重量大幅度減小.可靠性及精度提高.(一)

一階有源低通濾波器

通帶增益上限頻率{1）圖（a）▲有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)2）圖（b）▲有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)[設(shè)計(jì)舉例]要求:A0=10,fH=1kHZ[解]1,選C=1nF,則▲有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)(二)二階有源濾波器1.二階壓控電壓源型（Sallen-key）濾波器的電路實(shí)現(xiàn)Shallen-key濾波器也稱(chēng)“有限增益正反饋濾波器”.所謂“二階”一定包含兩個(gè)獨(dú)立的儲(chǔ)能元件---電容.增加階數(shù)和引入正反饋是為了提高Q值,縮小過(guò)渡帶.▲有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)+KY4Y3Y2Y1UiUoY1、Y3電阻，Y2、Y4電容—LPFY1、Y3電容，Y2、Y4電阻—HPFY1、Y4電阻，Y2、Y3電容—BPFω=ω0處A(ω)/K=Q

對(duì)不同Q值的幅頻特性分別如圖所示：▲有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)其它二階Sallen-key濾波器分析方法類(lèi)似----▲有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)Sallen-key二階低通濾波器虛擬實(shí)驗(yàn)[設(shè)計(jì)舉例][解]1)選C1=C2=C=1000pF,要求:通帶增益A0=K=2(Q=1),f0=16kHZ☆Sallen-Key濾波器存在高頻饋通現(xiàn)象Sallen-Key濾波器存在高頻饋通現(xiàn)象,運(yùn)放頻帶越窄,高頻饋通現(xiàn)象越嚴(yán)重!虛擬實(shí)驗(yàn)(1)方波的高頻成份沒(méi)有濾干凈!▲有源濾波器----運(yùn)算放大器+RC反饋網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)小結(jié)1.濾波器傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式的“根”稱(chēng)為“極點(diǎn)”,極點(diǎn)數(shù)決定濾波器的“階數(shù)”.通常電路中獨(dú)立儲(chǔ)能元件數(shù)與階數(shù)相一致.2.濾波器傳遞函數(shù)分子多項(xiàng)式的“根”稱(chēng)為“零點(diǎn)”,高通有兩個(gè)零點(diǎn),帶通有一個(gè)零點(diǎn),低通沒(méi)有零點(diǎn),僅有常數(shù)項(xiàng).3.Sallen--key濾波器是最常用的有源濾波器之一,Q值與濾波器特性關(guān)系重大,一般Q值最大可達(dá)6--8左右,Q值太大,頻率特性峰值太高,甚至引起電路工作不穩(wěn)定.4.運(yùn)放單位增益帶寬BWG必須遠(yuǎn)大于濾波器所要求的帶寬,否則不能示為理想的