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使用模拟方式实现的方法介绍

时间:2026-01-22 理论教育 姚姚 版权反馈
【摘要】:模拟滤波器可分为无源模拟滤波器和有源模拟滤波器。无源模拟滤波器是最容易实现的滤波器。RC滤波器价格非常低,固定在PCB上占用空间小,同有源模拟滤波器和数字滤波器相比,可以工作在更高的频率,因此广泛应用于电路降噪和输入信号降噪。因此,无源滤波器受到了阶数的限制,对于多极点滤波器,需要用到有源模拟滤波器或者数字滤波器。对于有源模拟滤波器已经展开了广泛的研究,开发了多种拓扑结构。

模拟滤波器可分为无源模拟滤波器和有源模拟滤波器。无源模拟滤波器是最容易实现的滤波器。最常见的是阻容(RC)滤波器,如图9-6中a所示,其传递函数为

图示

对照式(9-3),τ=RC

RC滤波器价格非常低,固定在PCB上占用空间小,同有源模拟滤波器和数字滤波器相比,可以工作在更高的频率,因此广泛应用于电路降噪和输入信号降噪。

图示

图9-6 无源模拟滤波器

a)RC一阶低通无源模拟滤波器 b)LRC二阶低通无源模拟滤波器

图中b是电感电阻电容滤波器,或者称为LRC滤波器,一个RC电路形成一个极点,电感增加一阶,其传递函数为

图示

对照式(9-4),图示

LRC滤波器通常用得比较少,一定程度上是由于电感体积较大,本身具有阻容性所致,而且相对R和C,L价格较高。因此,无源滤波器受到了阶数的限制,对于多极点滤波器,需要用到有源模拟滤波器或者数字滤波器。

对于有源模拟滤波器已经展开了广泛的研究,开发了多种拓扑结构。很多文献提供了多个不同的双两阶滤波器电路,在可采用的许多基于运算放大器的两极点低通滤波器中,最常用的两极点低通滤波器可能是Sallen-Key滤波器,如图9-7中a所示,其传递函数为(https://www.xing528.com)

图示

式中

图示

有源模拟陷波滤波器有很多,图9-7b是一个实际的例子,该滤波器允许通过微调电位器R4来调整陷波频率,R1=R2R3=R4,其传递函数为

图示

式中

图示

图示

图9-7 有源模拟滤波器

a)Sallen-Key二阶低通有源模拟滤波器 b)可调二阶陷波有源模拟滤波器

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