课程小论文课程小论文 ——有源滤波 ——有源滤波电路电路

西华大学《模拟电子技术》示范课西华大学《模拟电子技术》示范课

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一一二二年十一月制年十一月制

滤波电路概念

滤波器是一种选频电路，其作用是允许一定频率范围内的信号顺利通过通道，而阻止或削弱（即滤波）频率范围以外的信号。 滤波分经典滤波和现代滤波。经典滤波是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做现代滤波器或滤波电路。 四种滤波器： 1 、低通滤波器（ LPE ）； 2 、高通滤波器（ HPE ）； 3 、带通滤波器（ BPE ）； 4 、带阻滤波器（ BEF ）

滤波器电路图

滤波器幅频特性关系式

若滤波器输入电压的大小之比称为滤波器的幅频特性，即：

根据幅频特性就可以判断滤波器的通频带。

)(

)()(

jwiU

jwoUA jw

一阶低通滤波电路一阶低通滤波电路

R1

R

Rf

C

-

+ui

uo

一阶低通滤波电路计算公式

一阶低通滤波电路，设输入电压 Ui 为某一频率的正弦电压，则可表示为：

RUUUUlii jw

jwc

jwc

1

11

1

1

_

根据同向比例运算电路的输入输出关系式可得：

URR

URR

U I

ff

o jwRC

1

1)1()1(

11

故： jwRCRR

U

UA

f

I

o

u

1

1)1(

1

二阶低通滤波电路

R R

R1

R2

C1

C2

-

+

IOP1

ui

uo

M P

二阶低通滤波电路频率特性

一阶电路的过渡带宽较宽，幅频特性的最大衰减斜率仅为 -20dB/10 倍频。增大 RC 环节可增大衰减的斜率 其频率特性表达式为：

ff

RR

Aoo

u fj

f

3)(1

11

2

高通滤波电路

一阶高通滤波电路 压控电压源二阶高通滤波电路

R4Rf

R1

R R

R1

Rf

CCC

-

+

-

+

N

uo

uiuoui

高通滤波电路频率特性

高通滤波电路

高通滤波电路与低通滤波电路具有对偶关系，将低通滤波电路中的R 、 C 原件对调，就构成一阶高通滤波电路和压控电压源二阶高通滤波电路，故可得： 一阶高通滤波电路频率特性表达式为：

Af

f

U

UA up

o

oo

u f

fj

I

)(1)1

1

(RRA f

up

压控电压源带通滤波电路

Rf

R1

RC

-

+ui

uo

带通滤波电路计算公式

AA

Auf

up

up

3

将带通滤波电路和高通滤波电路串联，并使低通滤波电路的带通截止频率 fp2 大于高通滤波电路 的带通截止频率 fp1 ，则频率在 fp1<f<fp2 范围内的信号能够通过电路，其余品路的信号不能通过，即构成了带通滤波电路。 其幅频特性表达式为：

)(1f

fjQ

ff

AA

o

o

up

u

AufQ

3

1其中：

带阻滤波电路

将输入信号同时作用于低通滤波电路和高通滤波电路，再将两个电路的输出电压经过求和电路运算后输出，且低通滤波电路的带通截止频率 fp1 小于高通滤波电路的带通截止频率 fp2 ，则构成带阻滤波电路，其示意图为：

R1

R

R3

Rf

R2

-

+C2

C1

ui

uo

常用带阻滤波电路计算公式

QB

ffAff o

ouppp )2(2

12

ff

AAA

o

oup

upup

f

fj 22

)2(21

1

带通放大倍数：

电压放大倍数：

RR

Af

up 1

1

带阻的带宽： )2(2

1

AupQ

有源滤波电路有源滤波电路

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