2022-2023学年高二物理竞赛课件：高阶有源滤波电路

高阶有源滤波电路 高阶有源滤波电路 有源高通滤波电路 有源带通滤波电路 二阶有源带阻滤波电路 有源低通滤波电路 一阶有源滤波电路 二、 高通滤波电路 一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢（-20dB/十倍频程），与理想情况相差较远。一般用在对滤波要求不高的场合。 低通电路中的R和C交换位置便构成高通滤波电路 对于滤波电路，有 得滤波电路传递函数 （二阶） 9.3.1 有源低通滤波电路 二阶有源低通滤波电路 称为特征角频率 用 代入，可得传递函数的频率响应： 当 时，上式可以化简为 定义有源滤波器的品质因数 Q 值为 时的电压放大倍数的模与通带增益之比 当 ≥3时，Q =∞，有源滤波器自激。由于将 接到输出端，等于在高频端给LPF加了一点正反馈，所以在高频端的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。 滤波电路才能稳定工作 注意： 上两式表明，当 时，Q>1，在 处的电压增益将大于 ，幅频特性在 处将抬 高，具体请参阅图。 归一化的幅频响应 相频响应 9.3.1 有源低通滤波电路 归一化的幅频响应波特图 9.3.1 有源低通滤波电路 这种滤波器称为切比雪夫（Chebyshev）型滤波器 a. 特性有峰值。 1 0 – 3 10 Q=10 5 2 1 0.707 0.5 –40 当 时 b. Q值越大，尖峰 越高。 c. 当 时，电路 将产生自激振荡。 d. 过渡带衰减 速度较快。 c. Q值越小，幅频特性下降得越早。 a. 特性无峰值。 b. 通带有衰减。 当 时 1 0 – 3 10 Q=10 5 2 1 0.707 0.5 –40 c. 幅频特性最平坦 a. 无峰值 这种滤波器称为最大平坦或巴特沃斯（Butterworth）型滤波器。 当 时 1 0 – 3 10 Q=10 5 2 1 0.707 0.5 –40 b. 在≤n的频域 下降量最小 2. 巴特沃斯传递函数及其归一化幅频响应 归一化幅频响应 放大电路 R1 vP vI + – 同相比例 Rf vO 放大电路 R1 vP vI + – 同相比例 C Rf R vO 放大电路 R1 vP vI + – vA 同相比例 C R Rf A C R vO 放大电路 R1 vP vI + – vA 同相比例 C R Rf A C R vO $