电容耦合采用数字调制技术电压-频率变换或电压-脉冲占空-青岛大学.PPT

2.实际滤波器的基本参数 理想滤波器是不存在的，实际滤波器幅频特性中通带和阻带间没有严格界限，存在过渡带。 0 f fc1 fc2 A0 0.707A0 d B Q=f0/B 1)纹波幅度d：滤波器幅频特性呈纹波变化的波动幅度d。与A0相比，一般应远小于－3dB，即 2)截止频率：幅频特性值等于0.707A0所对应的频率。 3)带宽B和品质因数Q：上下两截止频率间的频率范围称为带宽，或－3dB带宽。中心频率f0和带宽之比称为品质因数。 其中 4)倍频程选择性W：指在上截止频率fc2与2fc2之间，或者在下截止频率fc1与fc1/2之间，幅频特性的衰减量，即频率变化一个倍频程时的衰减量，以dB为单位。也可用10倍频程衰减量表示。 W值越大，衰减越快，滤波器的选择性越好。 3 恒带宽、恒带宽比滤波器 　 实际滤波器频率通带通常是可调的，根据实际滤波器中心频率与带宽之间的数值关系，可以分为两种。 2) 恒带宽比带通滤波器 1) 恒带宽带通滤波器 ★带通滤波器的中心频率f0依滤波器的性质分别定义为上、下截至频率fc1和fc2的算术平均或几何平均值。 1）对恒带宽带通滤波器，采取算术平均的定义法： 2）对恒带宽比带通滤波器，则采取几何平均的定义法： ★带通滤波器的带宽为 称为－3dB带宽，也称半功率带宽 ★带宽B与中心频率f0的比值称相对带宽，或百分比带宽b： 由前面对品质因数Q的定义可知 Q越大，则相对带宽越小，滤波器的选择性就越好。 ★在作信号频谱分析时，要用一组中心频率逐级可变的带通滤波器，当中心频率变化时，各滤波器带宽遵循一定的规则取值，通常用两种方法构成两种不同的带通滤波器：恒带宽比滤波器和恒带宽滤波器。 1）恒带宽比滤波器 ＝常数 2）恒带宽滤波器 ＝常数 理想恒带宽比滤波器的特性 理想恒带宽滤波器的特性 恒带宽比滤波器的滤波性能在低频段较好，但在高频段由于其带宽增大而变坏，使频率分辨力下降。因此，为使滤波器在所有频率段均具有良好的频率分辨特性，可使用恒带宽滤波器。为提高分辨力，滤波器的带宽可做的窄些，但由此在整个频率分析范围内所使用的滤波器数量便增加。因此，恒带宽滤波器一般不做成固定中心频率的，常常使滤波器的中心频率跟随一个预定的参考信号。 1/3倍频程滤波器 4、滤波器的串/并联　 低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。 阻 / 低通滤波器与高通滤波器并联为带阻滤波器 低通滤波器与高通滤波器串联为带通滤波器 优点：电路简单、抗干扰强、有较好的低频性能、成本低。 二、RC滤波器 缺点：信号的能量会被电阻所损耗，而且选择性差，多级串联时输入输出阻抗不容易匹配。 1、一阶RC低通滤波器 时间常数 τ＝RC 传递函数： 令 s =jω 频率响应： 幅频特性： 相频特性： ★当f1/(2πRC)时，A(f)=1，RC低通滤波器是一个不失真传输系统。 ★当f＝1/(2πRC时， ，即截至频率， fc＝1/(2πRC) ★当f1/(2πRC)时，输出Uy与输入Ux的积分成正比，即 此时，RC低通滤波器起着积分器的作用，对高频成分衰减为－20dB/10倍频程（或－6dB/倍频程） 20log[A(10f)/A(f)] =20log[1/(2 π10fRC) / 1/(2πfRC)] 2.一阶RC高通滤波器 电路微分方程为 若 则 传递函数： 令 s =jω 频率响应： 幅频特性： 相频特性： 幅频特性： 相频特性： ★当f1/(2πRC)时，A(f)=1，RC高通滤波器可视为不失真传输系统。 ★截至频率为 fc＝1/(2πRC) ★当f1/(2πRC)时，RC高通滤波器的输出与输入的微分成正比，起着微分器的作用。 RC电路的积分条件：τ T 积分电路 电路的输出近似 为输入信号的积分 t T E t t= 0 ~ T + - E + - + - t T C R RC电路的微分条件：τ T 电路的输出近似 为输入信号的微分 T t E t 微分电路 t T + - C R t=0 ~ T + + - E 3. RC带通滤波器 低通 高通 下限截至频率——原高通滤波器的截至频率 上限截至频率——原低通滤波器的截至频率 带通滤波器中心频率f0—— 三、有源滤波器 ★ 由电阻、电容和运算放大器组成的滤波器称为有源滤波器 ★ 优点：利用有源器件不断补充由电阻R造成的损耗，提高了电路的Q值，改善了选择性，而且还具有信号放大功能，输入输出阻抗容易匹配。 ★ 缺点：功耗较大，由于有源器件带宽的限制，一般不能用于高频场合。 1、二阶有源低通滤波器 R1 压控电压源低通滤波