有源低通滤波器
有源低通滤波器设计
丽了
＝ ｉ １
一 一
参考文献
［ １ ］阿 瑟 ． Ｂ ．威 廉 斯 ．电 子 滤 波 器 设 计 手 册
．
北 京 ：电 子 工 业 出 版 社 ， １ ９ ９ ８ ： ２ ３ ４ －
） ］ 比雪夫滤波器
低通 切 比雪夫 滤波器 与 理想低 通滤 波器 接近 ，阻频带 下降十分 陡峭，但是其在通 曲线存在波动 ，如图 ２所示 。
＋ ｆ （ １ 一 ） ］ ｓ＋ｌ
．
．
．
．
．
．
．
斯滤波器在一些精度不是要求特 别的高 的场合
特 沃 斯 滤 波 器
低通 巴特 沃斯 滤波器 的特 点是 其频 率响 ｊ 线非常平坦几乎没有起伏 ，但在阻频带则 ｝ 缓慢，如图 １所示。
都可 以满足要求 ，是 种可靠实用的选择。
电子元器件 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ
有源低通滤 波器设 计
文／ 余丹
在数 字信 号 处理 中 ， 往往需 要 滤除信 号 中的 高频信 号 ， ｝ 本 文
介 绍 了常见 的 几种 低 通 滤波 器， ｌ
给 出 了二 阶 巴 尔斯 通 低 通 滤 波 器 ｝
ｉ ，在阻频带内幅值为零，并且低于戡 止频
】 信 号 可 以不 受 影 响 地 通 过 。 实 际 中 的 滤 波 达不到这种要求的。为了达到理想要求，
％ ａ
图４ ： 不 同 Ｑ值 的幅 频 特 性 曲线
ｌ 器需要预测未来，并且需要有过去所有的
｝ 。 现 实 应 用 中 滤 波 器 通 过 将 信 号 延 时 一 段
波 器 级 联 而 成 。然 而 过 高 的阶 数 将 导 致 电路 复 杂 及 调 试 的 困难 。一 般 来 说 ，二 阶有 源 巴特 沃
电源三极管有源低通滤波器_解释说明
电源三极管有源低通滤波器解释说明1. 引言1.1 概述本文将详细讨论电源三极管有源低通滤波器的原理、优势与应用场景，以及该滤波器的设计和实现过程。
电源三极管有源低通滤波器是一种常用的电子电路，主要用于消除在电源输出中可能存在的高频噪声和杂波。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先，在引言部分我们将给出文章概述，介绍文章所要讨论的内容和目标。
然后，在第二部分中，我们将详细解释电源三极管有源低通滤波器的原理，包括有源滤波器的基本概念、电源三极管的工作原理以及有源低通滤波器设计时需要注意的要点。
接着，在第三部分中，我们将探讨该滤波器的优势和应用场景，包括可调节截止频率、增益稳定性强等方面。
在第四部分中，我们将阐述该滤波器的设计与实现过程，包括所需使用的材料与设备、滤波器参数计算公式与示例，以及具体步骤的解释。
最后，在第五部分中，我们将总结本文的主要内容，并展望该领域的研究前景。
1.3 目的本文的目的是通过深入讨论电源三极管有源低通滤波器，使读者对该滤波器的原理和设计过程有更深入的了解。
同时，我们将介绍其优势和应用场景，以便读者能够在实际应用中加以利用。
通过本文，读者将能够掌握电源三极管有源低通滤波器的基本概念、工作原理和设计要点，从而为滤波器的选择和实施提供指导和帮助。
2. 电源三极管有源低通滤波器的原理2.1 有源滤波器的基本概念有源滤波器是一种利用放大器和滤波电路组合构成的信号处理电路。
它能够对输入信号进行放大和滤波，将不需要的高频信息削弱或消除，而保留所需的低频信号。
其中，有源低通滤波器主要用于消除高频噪声、杂散信号以及频率干扰。
2.2 电源三极管的基本工作原理电源三极管具有放大功能且可在交直流信号中工作。
其基本结构包含一个晶体管、负反馈网络和功率供应。
在工作过程中，输入信号经过放大后与输出进行比较并通过负反馈网络返回到输入端口。
由于三极管是一个非线性元件，它能够产生特定级别的增益，并根据负载条件调整输出信号。
低通有源滤波电路
低通有源滤波电路由集成运放与RC低通电路一起组成，可以提高通带电压放大倍数和带负载能力。
低通滤波器（LPF）最简单的低通滤波器由电阻和电容元件构成，实际上这是一个最简单的RC低通电路，一般称为无源低通滤波器。
该低通电路的电压放大倍数为：•当频率高于截止频率时，随着频率的升高，电压放大倍数将降低，因此电路具有“低通”的特性。
•这种无源RC低通滤波器的主要缺点是电压放大倍数低，由Au 的表达式可知，通带电压放大倍数只有l。
•同时带负载能力差，若在输出端并联一个负载电阻，除了使电压放大倍数降低以外，还将影响通带截止频率fo的值。
二阶有源低通滤波器参数计算
二阶有源低通滤波器参数计算二阶有源低通滤波器是一种常用的电子滤波器，它可以对输入信号进行滤波，将高频信号抑制，只保留低频信号。
本文将介绍二阶有源低通滤波器的参数计算方法。
我们需要确定二阶有源低通滤波器的截止频率和品质因数。
截止频率是指在该频率以下，滤波器的增益开始下降。
品质因数则表征了滤波器的衰减速度和频率响应的尖锐程度。
截止频率的计算方法如下：1. 首先，确定所需的截止频率（以赫兹为单位），记为f_cutoff。
2. 根据所给的电阻和电容数值，计算截止频率f_cutoff对应的角频率ω_cutoff，公式为：ω_cutoff = 1 / (R1 * C1)。
3. 将角频率转换为赫兹，公式为：f_cutoff = ω_cutoff / (2 * π)。
品质因数的计算方法如下：1. 首先，确定所需的品质因数，记为Q。
2. 根据所给的电阻和电容数值，计算品质因数Q对应的角频率带宽BW，公式为：BW = 1 / (R2 * C2)。
3. 计算品质因数Q，公式为：Q = ω_cutoff / BW。
在确定了截止频率和品质因数之后，我们还需要计算滤波器的放大倍数。
放大倍数决定了滤波器在截止频率附近的增益衰减情况。
放大倍数的计算方法如下：1. 首先，确定所需的放大倍数，记为A。
2. 根据所给的电阻和电容数值，计算放大倍数A对应的增益K，公式为：K = 1 + (R2 / R1)。
3. 计算放大倍数A，公式为：A = K * (1 + (R3 / R4))。
我们还需要计算滤波器的输入和输出阻抗。
输入阻抗决定了滤波器对输入信号的影响程度，输出阻抗则决定了滤波器输出信号的稳定性。
输入阻抗的计算方法如下：1. 首先，确定所给的电阻和电容数值，计算输入阻抗Z_in，公式为：Z_in = R1。
输出阻抗的计算方法如下：1. 首先，确定所给的电阻和电容数值，计算输出阻抗Z_out，公式为：Z_out = R2。
总结起来，二阶有源低通滤波器的参数计算包括截止频率、品质因数、放大倍数、输入阻抗和输出阻抗的计算。
二阶有源低通滤波器
（3）二阶有源低通滤波器（压控电压源VCVS）
二阶有源低通滤波器电路如图8所示。
它是一种具有正相增益的常用二阶低通滤波器电路，运放和它的两个连接电阻、形成一个电压控制电压源（VCVS）。
运放的增益为，它为滤波器提供了增益。
幅频特性如图9所示，其中截止频率。
图8 二阶有源低通滤波器电路图9 二阶有源低通滤波器幅频特性VCVS滤波器具有元件数量少、输出阻抗低、元件间差值范围小和放大能力比较高等优点。
而且增益值可用电位器微调、进行精确的调整。
VCVS滤波器一般用于品质因数值不高于10的场合。
（4）二阶有源高通滤波器（压控电压源VCVS）
二阶有源高通滤波器电路如图10所示。
滤波器中的运放增益为，也可将开路而短路，让运放构成一个电压跟随器。
幅频特性如图11所示。
其中截止频率。
图10 二阶有源高通滤波器电路图11 二阶有源高通滤波器幅频特性。
9.2 有源低通滤波器
关键点：电压传递函数
一、同相输入的一阶有源低通滤波器
N： P：
uN uo uN
R1
ui
u
P
R2
uP
R
1
s d j2πf dt
sC
uN=uP，联立可得电压传递函数为
1阶RC低通+同相放大
Au
uo ui
1
R2 R1
1
1 sRC
模
拟
电
Au
路
uo
基ui
模拟电路基础
31
9.2 有源低通滤波器
R1 R3
f0 2π
1 R1C1R2C2
Q R1 // R2 // R3
C2 R1R2C1
模拟电路基础
30
9.2 有源低通滤波器
@@
分析9-2-6 仿真9-2-4
【例9-2-4】设计MFB二阶有源低通滤波器
MFB二阶有 例9-2-4的 源低通滤波 仿真
基本要求为f0=20kHz，Q=1， Aup=5
础 1
R2 R1
1
1 j2πRCf
12
9.2 有源低通滤波器
9.2.1 一阶有源低通滤波器 一、同相输入的一阶有源低通滤波器
Au
uo ui
1
R2 R1
1
1 j2πRCf
@
分析9-2-1 同相输入一 阶有源低通 滤波器的配 套程序分析
9.2.2 二阶有源低通滤波器
标准的二阶低通滤波器的 电压传递函数：
@
附件9-2-1 常见的滤波
器函数
Au
Aup 1
1 f j Qf0
RC低通有源滤波器课程设计
将上述电阻值乘以参数K=5，得
=5.63k ， =11.25k ， = =33.76k .
2.3电路的连接与测试：
将电路在面包板上仔细连接好，首先输入信号Vi=100mV，观测滤波器的截止频率Fc以及电压放大倍数Av。
3.电路的工作原理：
二阶压控电压源低通滤波器电路的工作原理就是利用电容通高频阻低频、电感通低频阻高频的原理，电感器在高频时呈现开路状态，电容器在高频呈现短路状态。对于需要截止的高频，利用电容通高频，电感阻碍高频的方法不使它通过，对于需要的低频，利用电感通低频的特点使它通过。
0.7
0.8
0.85
4.2整流滤波电路
整流二极管D1~D4组成单相桥式整流电路，将交流电压 变成直流电压，在经过电容C滤除纹波，输出直流电压 。 与交流电压有效值 的关系为： =(1.1~1.2) ;每支二极管承受的最大反向电压 =1.414* ；通过每个二极管的平均电流为 =0.5* =0.45* /R。其中R为整流滤波电路的负载电阻，为C提供放电回路，放电时间满足：RC>(3~5)T/2,T为50Hz交流电的周期，即20ms。
4.实验原理：
4.1
直流稳压电源基本电路由电源变压器、整流滤波电路、稳压电路三部分构成。
对电源变压器，它是将220V交流电V1转化成整流滤波电路需要的V2。变压器副边与原边的功率比 / =η。
一般小型变压器效率见表：
一般小型变压器效率
副边功率 /VA
<10
10~30
30~80
80~200
效率η
0.8
电路虽然简单，但是真正在面包板上连接的时候，则会出现各种各样的问题，通过这次实验使我懂得了，遇到问题时，只有认真冷静的分析与思考，才能发现问题的所在。还懂得了要善于与同学老师交流，通过合作的力量才能取得更多更好的结果。
有源滤波器工作原理
有源滤波器工作原理有源滤波器是一种电子滤波器，它使用有源元件（如放大器）来增强和调节电路的信号。
有源滤波器可以分为两种类型：有源低通滤波器和有源高通滤波器。
1. 有源低通滤波器工作原理：有源低通滤波器可以将高频信号滤除，只保留低频信号通过。
它的工作原理基于放大器和电容的组合。
放大器将输入信号放大，然后通过电容器将高频信号分流到地，只有低频信号能够通过电容器到达输出端。
这样，输出信号就只包含低频成分了。
2. 有源高通滤波器工作原理：有源高通滤波器可以将低频信号滤除，只保留高频信号通过。
它的工作原理也是基于放大器和电容的组合。
放大器将输入信号放大，然后通过电容器将低频信号分流到地，只有高频信号能够通过电容器到达输出端。
这样，输出信号就只包含高频成分了。
有源滤波器的工作原理可以通过以下步骤详细描述：步骤1：输入信号传入放大器首先，输入信号被传入有源滤波器的放大器。
放大器可以是运算放大器（Op-Amp）等有源元件，它会放大输入信号的幅度。
步骤2：放大器增益调节放大器可以通过调节增益来控制输出信号的幅度。
增益的调节可以通过改变放大器的电阻或电容来实现。
步骤3：滤波器电容选择根据滤波器的类型（低通或高通），选择适当的电容器。
对于低通滤波器，电容器的容值应足够大以允许低频信号通过，而对于高通滤波器，电容器的容值应足够小以阻止低频信号通过。
步骤4：滤波器频率调节通过选择适当的电容器和电阻值，可以调节滤波器的截止频率。
截止频率是指滤波器开始滤除信号的频率。
对于低通滤波器，截止频率越低，滤除的高频信号越多；对于高通滤波器，截止频率越高，滤除的低频信号越多。
步骤5：输出信号获取经过放大器和滤波器的处理后，输出信号可以从有源滤波器的输出端获取。
输出信号将只包含滤波器允许通过的频率成分。
总结：有源滤波器是一种利用有源元件放大器和电容器组合的电子滤波器。
有源低通滤波器通过滤除高频信号，只保留低频信号；有源高通滤波器通过滤除低频信号，只保留高频信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有源低通滤波器
介绍
有源低通滤波器是一种电子设备，常用于电路中对带宽进
行限制和信号调节。
它具有许多应用，包括音频处理、通信系统和信号处理。
本文将介绍有源低通滤波器的原理、组成部分、工作原理
以及一些常见的应用案例。
原理
有源低通滤波器是一种通过放大信号来实现滤波的滤波器。
它由一个放大器和一个低通滤波器组成。
放大器负责放大输入信号，而低通滤波器则用于限制输出
信号的频率，只允许通过低于一个特定频率的信号。
这个特定频率称为截止频率。
有源低通滤波器可以分为两种类型：主动有源低通滤波器
和被动有源低通滤波器。
主动有源低通滤波器使用放大器来提供额外的增益，以增
强滤波效果。
被动有源低通滤波器则没有内置放大器，只使用被动元件（如电感和电容）来实现滤波功能。
组成部分
有源低通滤波器通常由以下几个组成部分构成：
1.放大器：负责放大输入信号以增强滤波效果。
2.低通滤波器：用于限制输出信号的频率，只允许通
过低于截止频率的信号。
低通滤波器可以由电感和电容等
被动元件构成。
3.电源：为放大器提供所需的电源电压。
工作原理
有源低通滤波器的工作原理如下：
1.放大器接收输入信号并对其进行放大。
放大器可以
是单端放大器或差分放大器，具体取决于应用场景和需求。
2.放大后的信号进入低通滤波器。
低通滤波器通过选
择适当的被动元件值来设置截止频率。
截止频率以下的信
号通过滤波器，而高于截止频率的信号会被滤除或削弱。
3.经过低通滤波器处理后的信号被输出。
应用案例
有源低通滤波器在各种电子设备和应用中都有广泛应用。
以下是一些常见的应用案例：
1.音频处理：在音频系统中，有源低通滤波器可以用
来去除高频噪声，提高音质和清晰度。
2.通信系统：有源低通滤波器用于限制通信信号的频
率范围，以滤除干扰和噪声，保证通信质量。
3.信号处理：在信号处理应用中，有源低通滤波器可
以用于提取特定频率范围的信号，滤除其他频率的干扰。
结论
有源低通滤波器是一种常用的电子设备，通过放大器和低
通滤波器的组合实现对信号频率的限制和调节。
它在音频处理、通信系统和信号处理等许多领域都有重要的应用。
希望本文对您理解有源低通滤波器的原理、组成部分、工
作原理以及应用场景有所帮助。
如果您想了解更多关于有源低通滤波器的内容，请参考相关文献和资料。