本节课是学习的难点,学生学后往往过多注意数学式子推导的繁琐性,而忽略了基本概念。讲课时注意简化数学推导,突出物理概念。
如果是无源滤波器,那在负载变化时,通带放大倍数和截止频率都要改变,所以性能不稳定,怎么办呢?
由于电容有隔直通交的频率响应特性,所以用来做滤波器,如下图,在频率无穷大的时候,电容相当于短路,放大器就没有了输入信号;在频率为0的时候,电容相当于断路,这就是电路相当于一个同相比例放大电路。那在中间的频率时,就有衰减的过程,这就是滤波器的基本原理:
现在的一阶电路滤波,放大倍数的下降比较缓慢,也就是过渡带太宽了,相当于过滤的效果拖泥带水,怎么办呢?上二阶!
经过一系列推导,反正是解决了拖泥带水的缺点,但是也产生了新的问题:截止频率降低了,只有特征频率的0.37倍,怎么使得fp=f0呢?加电压正反馈回路
频率刚好是特征频率的时候,通带时的放大倍数影响着此刻的实际放大倍数,且通带放大倍数Aup=2时,此特征频率对应的放大倍数也是2.
当Aup在2~3的时候,特征频率对应的放大倍数会比通带放大倍数还要大。为了以40分贝速率下降,往往会利用这一点。
图中是二阶低通低通和二阶高通:低通必须加电阻负反馈用来限制通带的放大倍数,不然频率越低放大倍数越大,没有限制。高通是因为把二阶低通看成反馈回路,逆运算就是高通。
频率趋近于0时放大倍数1,趋近于无穷时放大倍数为1。所以这里是带阻滤波器,如果要带通,那就将带阻滤波电路放置在反馈回路上。
2.第一级是高通,第二级反相求和电路,表达式可以求出来,一个是经过高通的反相信号,一个是原来的信号,进行求和,实际上是作差,所以结果是一个低通滤波器。
我们根据上图得到二阶无源低通滤波器的品质因子只有0.372,如果希望Q大于0.5,就需要在ω=ωo附近增大幅度响应。
实现这个目的的一种方法就是增加一个可控的正反馈控制量,这种反馈仅仅在ω=ωo附近奏效,参见下图:
我们理想的特性是:当时输入信号频率大于通带截止频率时,放大倍数立刻降为0。但是,实际情况很难达到这样的情况。上图中的红线是一阶低通有源滤波电路,蓝线是二阶低通有源滤波电路。可以明显看到,二阶的更加接近理想特性曲线。在截止区,放大倍数下降的更快一些。
任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。
压控电源型(VCVS)——同相输入,输入阻抗很高,输出阻抗很低,滤波器相当于一个电压源,故称电压控制电压源电路。其优点是电路性能稳定、增益容易调节。
无限增益多路反馈型(MFB)——运放为反相输入,输出端通过C2R3形成两条反馈支路。其优点是电路有倒相作用,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VCVS电路要小。
在滤波器设计时,通常给定的设计指标: 截止频率fo、通带内增益Aup及滤波器品质因数Q(二阶通常取0.707)。仅有fo、Aup、Q这三个值求电路中所有的的RC值是相当困难的。比如我们要设计一个二阶压控低通滤波器,则有以下方程:
需先确定一个或几个元件值,再解方程,这是很繁琐的工作,为设计方法,引入查表法,实现快速设计。
理想滤波器矩形系数是1,但是实际上是达不到的,所以就会存在一个过度频带。所以也就存在了通带截止频率和阻带起止频率。什么是通带截止频率和阻带截止频率。
相对于一阶RC滤波而言,二阶RC滤波,可以加大衰减斜率,使过渡带变窄。简单二阶低通滤波电路如下所示:
幅频特性如下图所示。虽然衰减斜率达-40dB/十倍频,但是fp远离fo。若使f = fo附近的电压放大倍数数值增大,则可使fp接近fo,滤波特性趋于理想。从反馈的概念可知,引入正反馈,可以增大放大倍数。
两大类。2、定义:无源滤波电路:若滤波电路元件仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成,则称为无源滤波电路。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括...
使用MATLAB搭建模型,以单相电压为准,提取谐波电流,用电源产生对应的电流抵消谐波,采用滑模控制器
电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路。
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。 通常
滤波器分为: 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 它们的幅度频率特性曲线所...
可以使幅频特性比较陡峭, 而无源滤波设计简单易行, 但幅频特性不如滤波器, 而且体积较大。从滤波器阶数可分为一阶和高阶, 阶数越高, 幅频特性越陡峭。高阶滤波器通常可由...
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两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
电路的几个名词解释 通带:把能够通过的信号频率范围定义为通带 阻带:把受阻或衰减的信号频率范围成为阻带 截止频率:通带和阻带的界限频
电路,并利用Multisim10仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析,仿真结果与理论设计一致,为
效果好,稳定度和精度较高。 优点: 可以滤除宽频带信号,与后端ADC采样率无关,适用于做抗混叠滤波器。 缺点: 模拟
带通滤波器,第一级放大为11倍,第二级放大为5倍。前后两级均采用多重反馈带通滤波器(无限增益多重反馈)进行,下图为其仿真相位波特图。
低通滤波器:放大器输出端到负向输入端的反馈线和电容C并联,负向输入端接电阻R1,正向输入端接地。 频率低时,电容C的阻抗比较大,此时可以看作R2并联了一个很大的电阻 ...3,
问题及原因是自己写的,可能会有错误,欢迎提出来。因为公式复制就乱了,所以截图了。原理PPT:
后输出的电压为稳定的直流电压,其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电,当整流电压低于电容电压时电容放电,在充放电的过程中,使输出电压基本稳定。
。 名词解释 一阶低通滤波器,包含一组RC构成的滤波器,将谐波过滤一次;两阶低通滤波器,包含两组...

