无源滤波电路和有源滤波电路

出处:维库电子市场网时间:2024-02-29
  若滤波电路仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成,则称为无源滤波电路。若滤波电路由无源元件和有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)共同组成,则称为有源滤波电路。

  1. 无源低通滤波器

  图6.3.3(a)所示为 RC低通滤波器,当信号频率趋于零时,电容的容抗趋于无穷大,故通带放大倍数

  频率从零到无穷大时的电压放大倍数令fv=12πτ=12πRC,则上式变换为(6.3.2)A.=11+jIf=A.1+jJf其模为(6.3.3)|Ax|=|4n|1+(fI)当I=f时,有|A2|=|A22=0.707|A,当f>>f,时,|A2|=fJ|An,频率每升高 10 倍,|A|下降 10 倍,即过渡带的斜率为-20dB/十倍频。

    电路的幅频特性如图6.3.3(b)中实线所示。

  当图6.3.3(a)所示电路带上负载(如图6.3.3(a)中虚线所示)后,通带放大倍数变为Asp=Uv=RvR+R电压放大倍数

  为A_{ \ast }= \frac { \dot {U}_{ \ast }}{ \bar {U}}= \frac {R_{i} \mathcal U_{ \bar {j \omega C}}^{ \frac {1}{ \hbar \omega C}}= \frac { \frac {R_{1}}{R+R_{1}}}{1+j \omega (R/R_{1})C}(6.3.4)A.UU=4.1+jff′(fν′=12π(R/R1)G)  式(6.3.4)表明,带负载电阻后,通带放大倍数的数值减小,通带截止频率升高。可见,无源滤波电路的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化,这一缺点常不符合对信号处理电路的要求,因而产生有源滤波电路。

  2. 有源滤波电路为了使负载不影响滤波特性,可在无源滤波电路和负载之间加一个高输入电阻、低输出电阻的隔离电路,简单的方法是加一个电压跟随器,如图6.3.4 所示,这样就构成了有源滤波电路。

  在理想运放的条件下,由于电压跟随器的输入电阻为无穷大,输出电阻为零,因而 U,仅决定于RC 的取值。输出电压Un=Uν,所以电压放大倍数与式(6.3.2)相同。

  在集成运放功耗允许的情况下,负载变化时放大倍数的表达式不变,因此频率特性不变。vAR。U。RC有源滤波电路一般由 RC 网络和集成运放组成,因而必须在合适的直流电源供电的情况下才能起滤波作用,与此同图6.3.4 有源滤波电路

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