归一法模拟有源滤波器设计案例.ppt

一 基础理论 1滤波器分类 2有源滤波器及设计 2.1低通滤波器 1）二阶低通滤波器设计 归一化表格 设计参数 设计公式1 设计公式2 设计方法与步骤 二阶低通滤波器设计举例 Step1：查表1得 Step4: 2)三阶低通滤波器设计 归一化表格 三阶LPF设计公式1 三阶LPF设计公式2 三阶LPF设计方法 2.2高通滤波器设计 1）电路图及响应曲线 二阶HPF归一化表格 二阶HPF设计参数 二阶HPF设计公式 二阶HPF设计步骤1 二阶HPF设计步骤2 2.3带通滤波器设计 BPF设计参数 BPF设计公式 BPF设计步骤 2.4带阻滤波器设计 带阻滤波器参数 带阻滤波器公式 3集成滤波器设计 AD630简介 AD630选频滤波 AD630信号调制应用 4模拟滤波器设计工具 1） FilterPro (TI，) 2） Analog Filter Wizard (AD在线设计工具，/zh/content/design-tools_master_library_page/fca.html) 3） FilterCAD (Linear公司 ) 4） AADE Filter design () 射频高阶模拟滤波器设计工具 1）FilterPro(TI)举例 2）Analog Filter Wizard 4)AADE Filter design AADE设计结果 其中： 电路的电压增益 陷波频率 正确工作所需的电阻比值 电路的Q 在时的电路输入电阻 远离的所有其他频率处的输入电阻 1 2 3 4 5 6 公式 说明 式号 设计指标：设计一个低通滤波器，fH=1kHz, 通带增益为1，通带波纹1dB,阻带频率5kHz， 阻带衰减-40dB,设计电路图和特性曲线。 通带 通带波纹 阻带 阻带衰减 滤波器类型 设计举例：指标同上 * * * 第五讲 模拟滤波器设计 刘国华 电子系统设计与实践 A、按滤波能力分 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 B、按滤波器输入信号种类分 模拟滤波器 数字滤波器 C、按滤波器阶数分 一阶滤波器 二阶滤波器 三阶滤波器 三阶以上滤波器 D、按滤波器特性分 有源滤波器 无源滤波器 图1 单位增益单反馈二阶低通 滤波器电路及幅频曲线 阻尼系数ξ＝１／２Ｑ，ξ越小， 则峰越高 由阻尼系数和转折频率决定电路的R、C值， 滤波器阶数、滤波器类型不同R、C值也不同。 表1 图1中未换算电容值 Step1　按照所要求滤波器类型，由表1选取Ｃ１”和Ｃ２” 　Step2　利用所需要的转折频率fcp，进行频率变换算： step3　选择Ｒ＝Ｒ１＝Ｒ２，可根据下式得出Ｃ１和Ｃ２ 　　 的实际值．这一步称阻抗变换． Step4　用式4计算阻尼系数．为了检验滤波器设计的正确性， 可把此结果跟表达10.1中数据进行比较． Step5 如需要可用式7计算fcp对Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１、Ｃ２变化的敏感度 Step6 由运放参数表确定fcp上的ＡＶ 设计要求： =1000Hz 高频提升量≈3dB(切比雪夫) 最大电容值≈0.01uF 器件参数： Av（1000Hz）=1000 (-55～+125℃) Step2：频率换算 Step3：C1为最大电容，通过换算确定R C1=0.01uF Step6: 在1000Hz处运放增益满足 ≥ = =3.4 图2 三阶低通滤波器电路及曲线 表2 图2中未换算的电容值 0.2538 0.2024 0.1345 0.1109 0.08950 0.06428 0.03892 0.02533 1.423 3.546 6.653 8.551 11.23 16.18 27.82 43.42 0.9880 1.392 1.825 2.018 2.250 2.567 3.113 3.629 贝塞尔型 巴特沃次型 切比雪夫型 （0.1dB峰值） （0.25dB峰值） （0.5dB峰值） （1dB峰值） （2dB峰值） （3dB峰值） 三级点低通滤波器类型 式中： 电路的转移函数(电压增益) 电容器归一化值和实际值之间的关系 在频率为 上时器件手册给出的 最小值 1 2 3 公式 说明 式号 ≥100 　　对于这种电路，可能至少有两种简化设计方法。一种可以假设 ,求解R和电容值； ，求解C和电阻值。 ≥100 反之，也可以令 图3 二阶HPF电路及响应曲线 表3 图3的未经换算的电阻值 1.471 1,414 1.438 1.473 1.531 1.650 1.9