有源滤波器的快速设计.pptVIP

受放大器带宽的限制，这类滤波器仅适用于低频范围。根据频率范围，可将其分为在设计中，如果仅由?C、AV以及Q这三个数求出电路中所有R、C元件的值很困难。通常是先设定一个或几个元件的值，再由这三个表达式建立联立方程组，求其它元件值。设定的元件参数越少，方程求解越困难，但电路调整较方便。现在用计算机完成了方程组的求解，并将具有巴特沃斯、切比雪夫响应的n=2、3…8阶各种类型的有源滤波器的电路及其所用RC元件的值制成设计表，只需查表就能得到滤波器的电路及RC元件的值，称这种查表法为有源滤波器的快速设计方法。有源滤波器的快速设计3、滤波器的分类BPFBEFLPFHPF具有理想特性的滤波器很难实现，只能用实际特性去逼近理想的。常用的逼近方法是巴特沃斯（butterwoth）最大平坦响应：在不允许带内有波动时，用它较好。切比雪夫（chebysher）等波动响应：如果给定带内所允许的纹波差，用它较好。123二、有源滤波器的传输函数与性能参数二阶RC滤波器的传递函数如表：常用电路（b）无限增益多路反馈（MFB）电路，运放反相输入，输出端通过C1、R2形成两条反馈支路，故名。优点：电路有倒相作用，使用元件较少，但增益调节对其性能参数会有影响，故应用范围比（a）小。（a）压控电压源（VCVS）电路优点：电路性能稳定，增益易调节。运放同相输入，ri很高，rO很低，滤波器相当于一个电压源。分析表明，（a）图电路传递函数表达式：与表中LPF传递函数的通用表达式比较，可得滤波器性能参数的表达式为在设计中，如果仅由?C、AV以及Q这三个数求出电路中所有R、C元件的值很困难。通常是先设定一个或几个元件的值，再由这三个表达式建立联立方程组，求其它元件值。设定的元件参数越少，方程求解越困难，但电路调整较方便。现在用计算机完成了方程组的求解，并将具有巴特沃斯、切比雪夫响应的n=2、3…8阶各种类型的有源滤波器的电路及其所用RC元件的值制成设计表，只需查表就能得到滤波器的电路及RC元件的值，称这种查表法为有源滤波器的快速设计方法。图12×1037三、滤波器的快速设计方法1、已知条件与设计步骤（1）已知条件： 滤波器的响应特性（巴特沃斯或切比雪夫）、滤波器的电路形式、滤波器的类型、滤波器的性能参数（2）设计步骤： 1）根据截止频率fc，从图1中选定一个电容器的标称值，使其满足 2）从设计表中查出与Av对应的电容值及K=1时的电阻值，再将这些电阻值乘以K，得电阻的设计值。注意：K不能太大，否则会使R值较大，使引入的误差增加，常取1≤K≤10。3）实验调整并修改电容、电阻值，测量滤波器的性能参数，绘制幅频特性 已知条件：01已知滤波器的响应特性、电路形式：VCVS，类型：二阶LPF、性能参数：fC=5KHz，AV=2、Q=0.707。设计步骤：02根据fC，从图（1）中选定一个电容C的标称值，使其满足注意：K不能太大，否则会使R值较大，使引入的误差增加，常取1≤K≤10。设计要求：已知条件与设计步骤从设计表中查出与AV对应的电容值及K=1时的电阻值。再将这些电阻值乘以K得电阻的设计值。实验调整并修改电容、电阻值，测量滤波器的设计参数，绘制幅频特性。注意事项电阻的标称值尽可能接近计算值，可适当选用几个电阻串、并联；尽可能采用金属膜电阻及容差小于10%的电容。影响滤波器性能的主要因素是?R/R、?C/C及运放的性能。实验前应测量R、C的准确值。）在测试过程中，若某项指标偏差大，应根据设计表调整修改相应元件的值。滤波器电路形式的选择，可参考设计表中的应用说明。设计举例设计步骤：确定二阶压控电压源低通滤波器的电路如图。由fc=2kHz查表，取C=0.01μF，对应的参数K=5，满足要求。由Av=2查表，得到C1=C=0.01μF；当K=1时，R1=1.126kΩ，R2=2.250kΩ，R3=6.752kΩ，R4=6.752kΩ。4、将上述电阻值乘以参数K=5，得到R1=5.63kΩ，取标称值5.6kΩ+30ΩR2=11.25kΩ，取标称值11kΩ+240ΩR3=33.76kΩ，取标称值33kΩ+750ΩR4=33.76kΩ，取标称值33kΩ+750Ω实验调整、测量滤波器的性能参数及幅频特性。01首先输入信号Vi=100mV，观测滤波器的截止频率fC及Av，测得fC=2KHz，Av=2.08，AvC=1.66，幅频特性如图，滤波器的衰减速率为-32.4dB/10倍频，基本满足设计指标要求。由于△R/R、△C/C对?c的影响较大，所以实验参数与设计表中的关系式之间存在较大误差。02受放大器带宽的限制，这类滤波器仅适用于低频范围。根据频率范围