[2011]滤波电路设计.ppt

有源滤波器的设计 5阶巴特沃斯LPF的算例(fc=10kHz) 增益为1的正反馈型一阶有源LPF。 有源滤波器的设计 5阶巴特沃斯LPF的算例(fc=10kHz) 有源滤波器的设计 5阶巴特沃斯LPF的算例(fc=10kHz) 有源滤波器的设计 状态可调滤波器 反相输入LPF 有源滤波器的设计 状态可调滤波器 开关电容滤波器 开关电容 开关电容滤波器 开关电容构成的一阶有源低通滤波器 开关电容滤波器 集成开关电容滤波器——MAX260、261、262 开关电容滤波器 集成开关电容滤波器——MAX260、261、262 方式一 方式二 方式三 方式四 电子设计与实践 滤波电路设计 滤波电路设计 内容提要 滤波器的基本概念 无源滤波器设计 有源滤波设计 开关电容滤波器 滤波器的基本概念 滤波器的定义 保留输入信号中的某些频率成分，抑制其它频率成分的电路。 滤波器的分类 ?按频率特性分：低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)、带阻(BEF)； ?按信号处理方式分：模拟滤波器、数字滤波器； ?模拟滤波器：无源滤波器、有源滤波器。 滤波器的基本概念 模拟滤波与数字滤波 ?模拟滤波：完全用模拟电路实现的滤波方法； ?数字滤波：将模拟信号转换为数字信号后，用软件实现的滤波方法，属于数字信号处理的内容。 无源滤波器与有源滤波器 ?无源滤波器：由无源元件R、L、C组成的滤波器； ?有源滤波器：由集成运放和无源元件R、C组成的滤波器。 滤波器的基本概念 滤波器的描述方法——频率特性曲线 低通(LPF) 滤波器的基本概念 滤波器的描述方法——频率特性曲线 高通(HPF) 滤波器的基本概念 滤波器的描述方法——频率特性曲线 带通(BPF) 滤波器的基本概念 滤波器的描述方法——频率特性曲线 带阻(BEF) 滤波器的基本概念 三种滤波器特性 ?从频率响应和时间响应的角度划分； ?同一滤波器结构、不同滤波器参数。 ?巴特沃斯(Butterworth) ?切比雪夫(Chebyshev) ?贝塞尔(Bessel) 滤波器的基本概念 三种滤波器特性 ?巴特沃斯——最大平坦 滤波器的基本概念 三种滤波器特性 ?切比雪夫——更加陡峭 滤波器的基本概念 三种滤波器特性 ?贝塞尔——更好的群延迟和阶跃响应特性 ?群延迟：相移对频率的导数。 如果群延迟在不同频率处为常数，则包含不同谐波成分的输入信号通过滤波器后的波形不变。 滤波器的基本概念 三种滤波器特性 ?贝塞尔——更好的群延迟和阶跃响应特性 ?阶跃响应：输入阶跃信号时滤波器的响应。 要求延迟小、过冲小、振荡次数少。 无源滤波器的设计 最简单的RC滤波器 无源滤波器的设计 一阶RC低通A万能曲线 无源滤波器的设计 一阶RC高通A万能曲线 无源滤波器的设计 一阶RC低通B万能曲线 无源滤波器的设计 一阶RC高通B万能曲线 无源滤波器的设计 RC滤波器的级联 无源滤波器的设计 无源滤波器的应用 ?滤除高频噪声 无源滤波器的设计 无源滤波器的应用 ?模数转换中防频率混叠 ?采样定理：为了保证能从采样信号中将原信号恢复，采样频率必须满足条件 fs≥2 fi(max) ?若信号频率f，采样频率fs，采样后的信号中包含频率成分： f、fs fs-f、fs+f 2fs-f、2fs+f、…… 无源滤波器的设计 无源滤波器的应用 ?模数转换中防频率混叠 ?措施1：过采样。采样频率必须满足条件 fs≥2 fi(max) ?措施2：在采样前，用LPF将信号中不关心的高频部分滤去。 Fs只要大于关心的最高频率的2倍即可。 无源滤波器的设计 无源滤波器的应用 ?用于负反馈放大电路相位补偿 有源滤波器的设计 有源滤波器概述 ?无源滤波器的缺点 特性受负载的影响； 此外，滤波器级联时，各级的参数设置不独立。 有源滤波器的设计 有源滤波器概述 ?最简单的有源滤波器 ?一阶RC低通 + 同相比例运算电路 ?各级滤波器参数的设置相互独立 ?用放大电路调节滤波增益 有源滤波器的设计 有源滤波器概述 ?有源滤波器的局限性 运算放大电路本身也有频率响应，因此有源滤波一般用于低频信号处理，高频信号处理还得用无源滤波。 有源滤波器的设计 二阶低通有源滤波器设计 ?简单二阶有源LPF 过渡性质随着级数的增加而变差。 有源滤波器的设计 二阶低通有源滤波器设计 ?正反馈型二阶有源LPF 有源滤波器的设计 高阶低通有源滤波器设计 ?根据需要确定滤波器类型； ?根据衰减量要求确定滤波器阶数； ?以正反馈型二阶有源LPF为基本单元，逐级追加，奇数阶以一阶有源LPF补齐。 ?滤波器参数根据“低通滤