2022-2023学年高二物理竞赛课件：有源滤波电路

有源滤波电路 2 有源滤波电路 滤波电路的基础知识 低通滤波器 其它滤波电路 3 为实现上式，电路中uI、 uO、k的极性应如何？为什么？ 开方运算 为使根号下为正数，uI与k必须符号相反。 因uo与uI反相， uI<0、 k>0时， uo>0 若要uO<0，则有何变化？ 因uo与uI反相， uI>0、 k<0时， uo<0 4 三、 开方运算 若集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电路实现其逆运算！ 如何实现开三次方运算电路？ 若要求uI、 uO均大于0，则有何变化？ 因uo与uI同相， uI从同相端输入， 为保证根号下为正，uI与k必须符号相反，uI>0， k<0， u’o<0 为引入负反馈，应将反馈引回到同相输入端 uI 5 习题（写在作业本上） P392: 7.6，7.9 ， 7.11， 7.12, 7.15, 7.17 思考题： P384, P357 自测题： P390 新版（第5版） 第4版 习题（写在作业本上） P332: 6.6，6.9 ， 6.11， 6.12, 6.15, 6.17 思考题： P296, P303，P321 自测题： P330 6 6.3.1 滤波电路的基础知识 1. 滤波电路的功能 使指定频段的信号顺利通过，其它频率的信号被衰减。 2. 滤波电路的研究 通带放大倍数 通带截止频率 下降速率 理想幅频特性 无过渡带 用幅频特性描述滤波特性，要研究 、 ( fP、下降速率)。 低通滤波器（LPF） 7 3. 滤波电路的分类 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） 阻容耦合 通信电路 抗已知频率的干扰 低通滤波器（LPF） 直流电源滤波 8 4 .无源滤波电路和有源滤波电路 若滤波电路仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。 若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，则称为有源滤波电路。 滤波器 ui uo 有源器件 9 无源低通滤波器 C R + - + - 当信号频率趋于零时，通带放大倍数 信号频率从零到无穷大时的电压放大倍数 令 0 f fp 3dB f’p 10 C R + - + - RL 带负载后，通带放大倍数的数值减小，通带截止频率升高。无源滤波电路的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，这一缺点常不符合信号处理的要求，因而产生有源滤波电路 当电路带负载时，通带放大倍数 令 11 有源滤波电路 A － ＋ RL R C 用电压跟随器隔离滤波电路与负载电阻 无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电路的滤波参数不随负载变化，可放大。 无源滤波电路可用于高电压大电流，如直流电源中的滤波电路；有源滤波电路是信号处理电路，其输出电压和电流的大小受有源元件自身参数和供电电源的限制。 12 5、有源滤波电路的传递函数 将s换成j，便可得到放大倍数 A － ＋ RL R (s) 传递函数分母中s的最高指数称为滤波器的阶数。 一阶电路 A － ＋ RL R C 　　在分析有源滤波电路时，一般通过“拉氏变换”，将电压与电流变换成“象函数” U(s)和I(s)，因而电阻的R(s)=R，电容的ZC(s)=1/(sC)，电感的ZL(s)=sL，输出量与输入量之比称为传递函数，即 $