滤波器快速新设计.ppt

滤波器快速新设计(a)带通（b）带阻图1 滤波器的幅频特性(a)低通（b）高通 二、有源二、有源滤波器波器设计的一般考的一般考虑 理想的滤波器应在要求的频带内具有均匀而稳定的增益，在通带外则具有无穷大的衰减实际滤波器不可能达到这种性能，只能采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性 用运放和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点，本节就介绍这种滤波器的快速设计方法 ⒈ 关于滤波器类型的选择 常用的类型有：一、二阶滤波电路、无限增益多环反馈型、压控电压源型 ⒉ 级数选择 一阶滤波器可获得-6dB每倍频程（-20dB每十倍频程）的衰减；二阶滤波器可获得-12dB每倍频程（-40dB每十倍频程）的衰减多级滤波器串接时传输函数总特性的阶数等于各级阶数之和若要获得-mdB每倍频程的衰减，则阶数n应满足n≥m/6 ⒊ 对运放的要求 开环增益在80dB以上，单位增益带宽BWG≥（2~3）AFfH ，fH是工作频率的上限，AF是滤波通带的传输系数 如果滤波器的输入信号很小，则选低漂移运放；对于超低频RC网络中电阻很大时，应选低漂移高输入阻抗的运放。

⒋元器件的选择 一般设计时是给定截止频率fc、带内增益AV以及品质因数Q对RC网络是先根据频率范围选定电容，再计算电阻参见表1  表1 滤波器工作频率与电容取值的对应关系F （1~10）Hz （10~102）Hz （102~103）Hz （1~10）kHz（10~102）kHz （102~103）kHzC（20~10)μF （10~0.1)μF (1~0.1)μF (104~103)pF (103~102)pF (102~10)p 表4.5.1中所标的频率，对低通滤波器是上限频率，对高通滤波器是下限频率，对带通滤波器和带阻滤波器是中心频率图4.5.2 二阶RC有源低通滤波器(a)压控电压源电路（VCVS)(b)无限增益多路反馈电路(MFB) 三、三、 滤波器的快速波器的快速设计方法方法 快速设计是通过查表的方式来确定滤波器电路的组成及元件参数 在设计滤波器时，通常给定的性能指标有截止频率fc或截止角频率ωc ，带内增益AV，以及滤波器的品质因数Q。

对于二阶低通滤波器，通常取Q=0.707 ⒈已知条件 响应特性（巴特沃斯或切比雪夫）、电路形式（VCVS或MFB）、类型（低通、高通、带通、带阻 ）、性能参数（fc、AV、Q或BW)图4.5.3 幅频特性与Q的关系 ⒉ 设计步骤 根据截止频率fc从表1中选定电容C的标称值，计算参数 K: 通常使 1≤K≤10 从设计表中查出与AV对应的电容值及K＝1时的电阻值再将这些电阻值乘以参数K、得电阻的设计值 例例 设计一个二阶压控电压源低通滤波器，要求截止频率fc=2kHz, 增益AV=2 解：⑴电路如图，运放为741 ⑵ 由fc=2kHz 查表取C=0.01μF ⑶ 查表得AV=2 时，C1=C=0.01μF； K=1时，R1=1.126kΩ,R2=2.250kΩ,R3=6.752kΩ, R4=6.752kΩ. ⑷ 将以上电阻值乘以K=5 得： R1=5.63kΩ, R2=11.25kΩ, R3=R4=33.76kΩ1.8.3 预习要求要求 1.RC滤波器的种类和特性。

2.RC滤波器的电路组成和工作原理1.8.4 实验仪器和器和设备 模模拟电路路实验箱一个（自箱一个（自带电源），双踪示波器一台，源），双踪示波器一台，万用表一只万用表一只1.8.5 实验内容及步内容及步骤 一、一、设计任任务 使用运放使用运放设计一个截止一个截止频率率为fc、、带内增内增益益为AV、品、品质因数因数为Q的的压控控电压源型二源型二阶有源有源滤波器具体参数（具体参数值由由实验指指导教教师给定）  二、搭接二、搭接电路路验证所所设计电路的功能，用描点法路的功能，用描点法测绘频率特性曲率特性曲线，，测出截止出截止频率率为fc和和带内增益内增益为AV 三、撰写三、撰写设计报告（含告（含详细设计过程、程、实验结果、器果、器材清材清单） 四、四、现场演示、演示、检验，回答，回答问题1.8.6 实验报告的要求告的要求 提交提交设计报告实验箱上可箱上可选用元件用元件数字电路实验七 5分频器的设计的具体要求输入1班的输出要求2班的输出要求2班的输出要求。