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有源滤波器电路

主讲：钟洪声

无源RC滤波器虽然可以通过增加RC环节使过渡带的衰减速度加大，

但转折处的“膝弯”也会随之增大，所以滤波效果差；LC电路的滤波效果

虽然较好，但低频应用时品质因数低且太笨重。另外，无源滤波电路的通

带增益及截止频率都随源内阻和负载而变化。这些缺点常常不符合信号处

理的要求。因而产生有源滤波电路。有源滤波电路一般由RC网络和集成运

放组成，因而必须在合适的直流电源供电的情况下工作，起滤波作用的同

时还可以进行放大。组成电路时应选用带宽合适的集成运放。有源滤波电

路不适于高电压大电流的负载，只适用于信号处理。有源滤波电路因其具

有体积小，效率高，频率特性好等优点，在很多应用场合，无源滤波器都

被有源滤波器取代。

一阶有源低通滤波电路

同相输入电路反相输入电路

RR

通带增益A12通带增益A2

upRupR

11

11

截止频率fp截止频率fp

2RC2RC

2

一阶有源滤波电路的频率特性与无源电路相同，衰减斜率都是–20dB/十倍频，但重要的是：由

于使用了运算放大器，有源滤波电路的通带增益及截止频率不再随负载而变化。

简单二阶有源低通滤波电路

在一阶电路的基础上增加RC环节可以构成简单的二阶低通滤波电路。

由于增加了RC环节，滤波器的过渡带变窄，衰减斜率加大。虽然简单二阶

低通滤波电路的衰减斜率达−40dB/十倍频，但这种电路在转折处的“膝弯”较

大，滤波效果并不好。

对同相输入的电路适当地引人正反馈，或者对反相输入的电路采用多路反

馈，则可以分别使这两种电路的滤波特性更加理想。

压控电压源二阶低通滤波电路

电路中引入了正反馈。信号频率较低时，

C的容抗较大，因而正反馈的环路增益低；

1

信号频率较高时，由于C的容抗较小，因而

2

正反馈的环路增益也低。所以，只要正反馈

引入得当，就既可能使在转折频率附近的电

压增益数值增大、“膝弯”减小，又不会因

引入正反馈

正反馈过强而产生自激振荡。

因为集成运放和R、R组成了受控电压源，使RC网络输出端P点的电位控

l2

制了反馈到C下端的电位，故这种电路称为压控电压源滤波电路，也称为Sallen

1

Key电路。

这种电路的一个问题是：如果（集成运放和R、R组成的受控电压源增益

l2

太高）引入了过强的正反馈，就会产生自激振荡。

压控电压源二阶低通滤波电路

R

A12

通带增益up