RC有源滤波器的快速设计分析

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标签:有源滤波器(79)

  本课题介绍的钉源滤波器快速设计方法,具有计算简单、元器件少、电路调整方便等优点。通过学习.要求掌握最基本的二阶滤波器设计方法与性能参数测试技术,并具备设计高阶滤波器的能力。

  一、滤波器的传输函数与性能参数

  由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器,其功能是让一定频率范围内的信号通过,抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面但因受运算放大器频带限制,这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同,可分为低通、高通、带通与带阻等四种滤波器,它们的幅频特性如图3.6.1所示。具有理想

  RC有源滤波器的快速设计分析

  图3.6.1 滤波器的幅频特性

  (a)低通 (b)高通 (c)带通 (d)带阻

  RC有源滤波器的快速设计分析

  图3.6.2 巴特沃斯响应与切比雪夫响应比较

  (a)巴特沃斯幅频特性 (b)巴特沃斯相频特性 (c)切比雪夫幅频特性 (d)切比雪夫相颇特性

  的幅频特性的滤波器是很难实现的,只能用实际的滤波器的幅频特性去逼近理想的。常用的迫近方法是巴特沃斯(Butterwoth)最大平坦响应和切比雪夫(Chebysber)等波动响应。在不允

  许带内有纹波的应用中,采用巴特沃斯响应的滤波器较好。如果给定阶数n和带内允许的偏

  差,采用切比雪夫响应的滤波器较好,因其阻带衰减速率比巴特沃斯响应的要大得多,但切比雪夫滤波器的相频特性比巴特沃斯的要差,如图3.6.2所示。一般来说,滤波器的幅频特性越好,其相频特性越差,反之亦然。滤波器的阶数n越高,幅频特性衰减的速率越快,但RC网络的节数越多,元件参数计算越繁琐,电路调试越困难。因为任何高阶的滤波器均可以用较低阶的滤波器级联实现,故本课题主要介绍具有巴特沃斯响应的二阶滤波器的设计。表3.6.1列出了二阶RC有源滤波器的传输函数,它们的幅频特性如图3.6.1所示。

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