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1、带通带阻滤波器开关电容滤波器第1页，此课件共25页哦第2页，此课件共25页哦运放作为有限增益放大器的有源滤波器电路运放作为有限增益放大器的有源滤波器电路第3页，此课件共25页哦n n给给Y Y11Y Y4 4赋赋予予不不同同的的阻阻容容元元件件，则则可可构构成成不不同同的的滤波器。例如，令滤波器。例如，令Y Y1=1=Y Y3=,n nY Y2=2=Y Y4=4=s sC,C,如图如图4 423所示，则传递函数(429)与表41中的标准表达式比较，该传递函数有两个共轭复根(极点)而没有零点，可见是一个二阶低通滤波器。其中：第4页，此课件共25页哦n n 当当K3时时,分分母母中中s项项系系数数
2、变变负负，极极点点就就会会移移至至S平平面面的的右右半半平平面面，从从而而导导致致系系统统不不稳稳定定。一一般般这这种种电电路路的的Q只只能能做做到到10以下。以下。第5页，此课件共25页哦4.3.1 一阶高通滤波电路一阶高通滤波电路(HPF)电路可由一阶电路可由一阶LPF互换互换R C得到得到传递函数为传递函数为:uou+uI令令s=jw w有有式中式中高通截止频率高通截止频率-3+20dB/十倍频第6页，此课件共25页哦4.3.2 二阶压控电压源高通滤波电路二阶压控电压源高通滤波电路uo频率特性频率特性:u+式中式中:要求要求:Aup 3其幅频特性曲线如图其幅频特性曲线如图:第7页，此课件
3、共25页哦运放作为无限增益放大器的多重反馈有源滤波器运放作为无限增益放大器的多重反馈有源滤波器多重反馈有源滤波器第8页，此课件共25页哦4.3.3 带通滤波电路带通滤波电路BPFBPF作用是使某频段内的有用作用是使某频段内的有用信号通过，而高于或低于此频信号通过，而高于或低于此频段的信号将被衰减。段的信号将被衰减。可以用可以用LPF和和HPF串联串联组成组成其构成思路如图所示：其构成思路如图所示：注意：注意：低通截止频率低通截止频率fH大于高大于高通截止频率通截止频率fLLPFfHHPFfLfHfLf0通带通带第9页，此课件共25页哦二阶压控电压源二阶压控电压源BPF电路如图：电路如图：LPH
4、HPF频率特性为：频率特性为：uouI等效品质因数等效品质因数Q等于等于同相比例放大电路的放大倍数同相比例放大电路的放大倍数Aup是通带电压放大倍数，有是通带电压放大倍数，有中心频率中心频率BW从特性曲线看到，从特性曲线看到，Q值越大，值越大，带宽带宽BW越窄。越窄。第10页，此课件共25页哦 则该电路为带通滤波器，如图325(a)所示。令C3=C4=C，其传递函数为(432)与表31中带通滤波器的标准传递函数(433)第11页，此课件共25页哦比较，得中心角频率(434)(435)(436)-3dB带宽中心频率增益 取R2R1,有 第12页，此课件共25页哦n n画画出出幅幅频频特特性性如如
5、图图4 425(b)25(b)所所示示。调调节节R R2,2,使使中中心心频频率率变变化化，但但带带宽宽不不变变，增增益益也也不不变变。这这是是该该电电路路的的特特点点，也也是优点，如图是优点，如图4 425(c)25(c)所示。所示。图425带通滤波器 第13页，此课件共25页哦 图425 带通滤波器(a)电路；(b)幅频特性；(c)调节R2,幅频特性移动第14页，此课件共25页哦4.3.4 带阻滤波电路带阻滤波电路(BEF)作用是阻止某一频段内的信作用是阻止某一频段内的信号通过号通过,达到抗干扰的目的，达到抗干扰的目的，又名又名陷波器陷波器。电路由电路由低通低通和和高通高通滤波电路滤波电路
6、并联并联而成，其思路是：而成，其思路是：低通低通高通高通fHfLf0阻阻带带双双T带阻滤波电路如图：带阻滤波电路如图：LPFHPF频率特性为频率特性为:uoui式中式中为中心频率为中心频率特性曲线是特性曲线是:BW由图可知由图可知,Q值越大值越大,阻带阻带宽度越窄宽度越窄第15页，此课件共25页哦n n二、用带通和相加器组成带阻滤波器二、用带通和相加器组成带阻滤波器 n n用带通和相加器组成的带阻滤波器其框图如图用带通和相加器组成的带阻滤波器其框图如图4 42727所示。所示。n n 例如，采用图例如，采用图4 425(a)25(a)的带通滤波器和相加器组合便构成带阻的带通滤波器和相加器组合便
7、构成带阻滤波器。因为滤波器。因为(338)第16页，此课件共25页哦图427 用带通滤波器和相加器组成带阻滤波器 第17页，此课件共25页哦只要令A=-1(即令图425(a)中的R5=2R1)，则(439)第18页，此课件共25页哦图428 50Hz陷波器电路第19页，此课件共25页哦图429 50Hz陷波器的幅频特性及输入输出波形第20页，此课件共25页哦n n 4 42 25 5全通滤波器全通滤波器 n n 全通滤波器的幅频特性是全通滤波器的幅频特性是平行于频率轴的直线，所以它平行于频率轴的直线，所以它对频率没有选择性。人们主要对频率没有选择性。人们主要利用其相位频率特性，作为相利用其相位
8、频率特性，作为相位校正电路或相位均衡电路。位校正电路或相位均衡电路。图图4 43030所示，是一个一阶所示，是一个一阶全通滤波器或移相器，其传全通滤波器或移相器，其传递函数为递函数为 (440)(441a)(441b)图430一阶全通滤波器(移相器)电路第21页，此课件共25页哦图431一阶移相器的幅频特性及相频特性第22页，此课件共25页哦图432 状态变量滤波器的信号流图表示法第23页，此课件共25页哦4.4 开关电容滤波电路开关电容滤波电路(SCF)电路电路MOS管和小电容组成，工管和小电容组成，工作原理是作原理是q1=C1u1q2=C1u2电容电容C1的传输平均电流为的传输平均电流为:TC电路等效于电路等效于:由此可见，开关电容滤波电由此可见，开关电容滤波电路频率特性的特征频率仅与路频率特性的特征频率仅与时钟频率时钟频率和和电容比值电容比值有关。有关。第24页，此课件共25页哦n n由于开关电容滤波器属于离散时间系统，所以开关电容滤波器的分析由于开关电容滤波器属于离散时间系统，所以开关电容滤波器的分析方法与数字滤波器类同，主要用差分方程和方法与数字滤波器类同，主要用差分方程和Z Z变换变换 第25页，此课件共25页哦