有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加一些R、C等无源元件而构成的。
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分,例如,有一个较低频率的信号,其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图8.23所示。
通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数,如图8.24所示。性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的,阻带内的电压放大倍数基本为零。
其定义与放大电路的上限截止频率相同,见图8.24。通带与阻带之间称为过渡带,过渡带越窄,说明滤波器的选择性越好。
一阶低通滤波器的电路如图8.25所示,其幅频特性见图13.05,图中虚线为理想的情况,实线为实际的情况。特点是电路简单,阻带衰减太慢,选择性较差。
图8.25 一阶LPF 图8.26一阶LPF的幅频特性曲线时,电容器可视为开路,通带内的增益为
该传递函数式的样子与一节RC低通环节的增益频率表达式差不多,只是缺少通带增益Avp这一项。
为了使输出电压在高频段以更快的速率下降,以改善滤波效果,再加一节RC低通滤波环节,称为二阶有源滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。二阶LPF的电路图如图8.27所示,幅频特性曲线 二阶LPF 图8.28 二阶LPF的幅频特性曲线)通带增益
接到输出端,等于在高频端给LPF加了一点正反馈,所以在高频端的放大倍数有所抬高,甚至可能引起自激。
二阶反相型LPF如图8.31所示,它是在反相比例积分器的输入端再加一节RC低通电路而构成。二阶反相型LPF的改进电路如图8.32所示。
有源带通滤波器(BPF)电路如图8.35所示。有源带阻滤波器(BEF)电路如图8.36所示。
带通滤波器是由低通RC环节和高通RC环节组合而成的。要将高通的下限截止频率设置为小于低通的上限截止频率。反之则为带阻滤波器。
要想获得好的滤波特性,一般需要较高的阶数。滤波器的设计计算十分麻烦,需要时可借助于工程计算曲线和有关计算机辅助设计软件。

