2022-2023学年高二物理竞赛课件：有源滤波电路

　有源滤波电路 22:41:46 　　正弦稳态电路中，电路输出变量的幅值和相位与输入信号的频率有关，称为电路的频率响应或频率特性。 例如，电压增益函数（电压放大倍数）： 　有源滤波电路 1.电路频率特性的一般概念 电路频率特性函数定义为： 22:41:46 Multisim 虚拟仿真实验：同相比例放大器 22:41:46 例：典型单管共射放大电路的幅频特性和相频特性 O f fl fh BW Aum 0.707Aum - 90º -180º -270º  f 0 fh ：高频截止频率（上限频率） fl：低频截止频率（下限频率） BW ：通频带 22:41:46 对数频率特性曲线（波特图） 对数幅频特性： f，单位：赫兹, 采用对数(lg f )刻度。 纵坐标轴： 横坐标轴： 单位：分贝(dB) 对数相频特性： f，单位：赫兹, 采用对数(lg f )刻度。 纵坐标轴： 横坐标轴： ，采用线性刻度，单位：弧度 或 度。 优点： 表示的频率范围宽 变相乘为相加，作图方便。 22:41:46 作用：选频。 分类： 低通滤波器(LPF)、 fc f O 通 阻 f fc O 通 阻 fl f O 通 通 阻 fh f O 通 阻 阻 fl fh 高通滤波器(HPF) 、 带通滤波器(BPF) 、 带阻滤波器(BEF) 。 2. 滤波电路的作用和分类 22:41:46 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。 有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加一些R、C等无源元件而构成的。 22:41:46 无源低通滤波器： 电压放大倍数为 ——截止频率 　　由对数幅频特性知，具有“低通”的特性。 电路缺点：电压放大倍数低，只有１，且带负载能力差。 解决办法：利用集成运放与 RC 电路组成有源滤波器。 3. 一阶有源低通滤波电路 fc 22:41:46 电压放大倍数： 一阶有源低通滤波器： 由于“虚断”，可求得电容电压为 进一步求得： 22:41:46 通带电压放大倍数： 　　一阶有源低通滤波器与无源低通滤波器的频率特性相似；但通带电压放大倍数得到提高，带负载能力增强。 截止频率： 电压放大倍数： 22:41:46 4. 一阶有源高通滤波电路 fc 无源高通滤波器： 22:41:46 　　带通滤波器可由一个低通滤波器和一个高通滤波器串联而成。 低通 高通 f1 f O 低通 f f2 O 高通 阻 阻 f1 f2 f O 通 带通滤波电路 $