有源滤波器.ppt

三．实际RC调谐式滤波器 d ㈠滤波器的基本特性参数： ⒈纹波幅度 d： ⒉截止频率fc1，fc2：A(f)=0.707(-3dB) ⒊带宽B与中心频率f0： B=fc2－fc1 f0 B Q= A0 A（f） A0/√2 fc1 fc2 0 fc1/2 4. 品质因素Q： Q越大，滤波器的选择性越好。 5、倍频程选择性： 表示过渡带幅频特性衰减的程度。衰减越快，选择性越好。 6、滤波器因素λ： 7、带宽与响应时间 理想滤波器λ＝1 B·Te=常数（5～10).带宽越小，分辨率越高，但响应时间越长。 （二）RC无源滤波器的基本特性 ⒈ 一阶RC低通滤波器： 无失真输出 提高滤波器的阶数，加大衰减率。 ⒉ 一阶RC高通滤波器 微分器 3. RC带通滤波器 则： H1（s） H2（s） X（s） Y（s） A（f） f fc1 fc2 H（s）=H1（s）×H2（s） A（f）=A1（f）×A2（f） φ（f）=φ1（f）+φ2（f） 改善滤波器性能的方法： 1、采用LC滤波器电路； 2、多个环节级联。 缺点：存在负载效应。 解决方法：有源滤波器，如射级跟随器、运算 放大器等。 目的：增加过渡带陡峭度。 运算放大器的作用： ①极间隔离作用； ②信号幅值的放大作用。 （三）有源滤波器 由RC调谐网络和运算放大器组成。 ⒈有源低通滤波器： ①一阶RC有源低通滤波器： 例：一低通滤波器，C＝0.01uf，输入信号频率f＝10KHz时，输出信号滞后于输入信号30°，求电阻R。 四．横带宽比滤波器和横带宽滤波器 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 A（f） f 对信号进行频谱分析的方法： 中心频率可调的带通滤波器 一组中心频率固定的相互邻 接的带通滤波器组 ⒈恒带宽比邻接式滤波器组： ①恒带宽比：f0 / B=Q（恒定） ②邻接：各个滤波器的通带相互连接，覆盖整个感兴趣 的频率范围。即前一个滤波器的－3dB上截止频率就是 后一个滤波器的－3dB下限截止频率。 ③恒带宽比邻接式滤波器的设计计算 例：求中心频率为80Hz的1/3倍频程带通滤波器的截止频率。 例：设计一组倍频程滤波器，要求覆盖频率范围11.3Hz~90.4Hz。问需几个中心频率为多少的倍频程滤波器邻接。 需要三个倍频程滤波器邻接。 4.2 有一薄壁圆管式拉力传感器如题图所示。已知其弹性元件材料的泊桑比为0.3，电阻应变片的灵敏系数为2，贴片位置如图。若受拉力作用，问： 欲测量力的大小，应如何正确组成电桥？ 当供桥电压 ， 时，输出电压是多少？ 主要学习内容： 电桥的工作原理与设计 滤波器工作原理与设计 4.1 信号调理的目的 信号调理的的目的：便于信号的传输与处理 1、传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换； 2、有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比?； 3、某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信号进行调制解调处理。 4.2 电桥 电桥的分类： 根据输入激励电压：交流和直流 根据输出测量方式：平衡和不平衡 电桥四个桥臂中的一个或多个是电阻传感器元件,实现 被测物理量的测量 4.2.1 直流电桥的工作原理与设计 1、 电桥平衡条件 对臂电阻乘积相等。即：R1R3=R2R4 满足平衡的三种形式： 全等臂电桥：R1=R2=R3=R4=R 卧式电桥: R1=R2=R; R3=R4=R’ 立式电桥: R1=R4=R;R2=R3=R’ 2.几种典型的接桥方法 ①半桥单臂： 当各桥臂阻值R1=R2=R3=R4=R时： ②半桥双臂： ③全桥差动 当各桥臂阻值R1=R2=R3=R4=R,△R1= △ R2= △ R时 电桥的和差特性 1、相邻桥臂电阻变化相同时，产生的输出电压变化互相抵消； 2、相邻桥臂电阻变化相反时，产生的输出电压变化互相叠加； 是布置应变片和连接电桥及进行温度补偿和提高灵敏度的主要依据。 电桥设计 有一悬臂梁受力F作用如图所示。已知其梁的材料泊桑比为0.3，电阻应变片的灵敏系数为3，贴片位置如图。若受拉力P作用，问： 1、为了测量F力大小，应如何正确组成电桥（请画出电桥图）？ 2、当供桥电压为5V，应变片R1和R3产生200με（1με＝1×10－6），电桥输出电压是多少？ 组桥正确；5分