帶通、帶阻濾波器、開關電容濾波器

表41二階濾波器的標準傳遞函數(shù),零、極點分布以及幅頻特性示意圖 運放作為有限增益放大器的有源濾波器電路 K Y4 Y3 Y2 Y1 ui Rf1 Rf2 uo (a) (b) K Y4 Y3 Y2 Y1ui uoC B R1 22 2222 22 13 1)( oo ouf sQs KCRsRCKs CRKsA (429) 與表41中的標準表達式比較，該傳遞函數(shù)有兩個共軛復根(極點)而沒有零點，可見是一個二階低通濾波器。其中： KQRRKRC ffo 3 1,1,1 12 4.3.1 一階高通濾波電路(HPF)電路可由一階LPF互換R C得到傳遞函數(shù)為: uou+uI令s=j有式中高通截止頻率-3 +20dB/十倍頻 4.3.2 二階壓控電壓源高通濾波電路uo頻率特性: u+式中:要求:A up3其幅頻特性曲線如圖: 運放作為無限增益放大器的多重反饋有源濾波器 A Rp Y 1 ui Y 3 Y 5 Y 4 Y2 uo C B多重反饋有源濾波器 4.3.3 帶通濾波電路BPFBPF作用是使某頻段內(nèi)的有用信號通過，而高于或低于此頻段的信號將被衰減?？梢杂肔PF和HPF串聯(lián)組成其構成思路如圖所示：注意：低通截止頻率f H大于高通截止頻率fL LPF fHHPFfL fHfLf0通帶 二階壓控電壓源BPF電路如圖：LPH HPF頻率特性為：uouI等效品質(zhì)因數(shù)Q等于同相比例放大電路的放大倍數(shù)Aup是通帶電壓放大倍數(shù)，有中心頻率 BW從特性曲線看到，Q值越大，帶寬BW越窄。 5544332211 1,11 RYsCYsCYRYRY ，若令 則該電路為帶通濾波器，如圖325(a)所示。令C3=C4=C，其傳遞函數(shù)為5212 2152 12 1)( RRRC RRsCRs sCRsAuf (432) 與表31中帶通濾波器的標準傳遞函數(shù) 2002 00)()( sQs sQAsA (433) 比較，得中心角頻率 CRQBW RRCRCRA RRC RRRC 50 155 10 250 2150 2 221)( 11 )11(11 (434)(435) (436) -3dB帶寬中心頻率增益 取R2R1,有 圖425帶通濾波器 Aui uoRpC3R1 (a)R5C4R2 | A(j) | 0 A(0) 0 BW 0.707A(0) 0 Q (b) | A(j) | 0 01 R2 02 03 (c) 圖425 帶通濾波器(a)電路；(b)幅頻特性；(c)調(diào)節(jié)R2,幅頻特性移動 4.3.4 帶阻濾波電路(BEF)作用是阻止某一頻段內(nèi)的信號通過, 達到抗干擾的目的，又名陷波器。電路由低通和高通濾波電路并聯(lián)而成，其思路是：低通高通f H fLf0阻帶雙T帶阻濾波電路如圖：LPFHPF頻率特性為: uoui式中為中心頻率特性曲線是: BW由圖可知,Q值越大, 阻帶寬度越窄 221)( oo ouf sQs sQAsA (338) BPF u o 圖427 用帶通濾波器和相加器組成帶阻濾波器 只要令A=-1(即令圖425(a)中的R5=2R1)，則2002 2022002 01)( sQs ssQs sQsAuf (439) ui A2 C4 C3 R5 R1 R R uo Rf A(0)1 200k 0.22 400k A10.22 1k 10k 10k 10k R2圖428 50Hz陷波器電路 1 V/50 Hz /0 Deg 1 V/1.5 Hz /0 Deg R/ 1k/ 51% 12V 741 10k 10k 12V 10k 741 400k0.22 0.22200k圖429 50Hz陷波器的幅頻特性及輸入輸出波形 RCj jA CsRCsRsA ufuf arctan2)( 1)( 11)( 11 (440) (441a)(441b) uo R R ui R1 C 圖430一階全通濾波器(移相器)電路 90 0 1 () A() 1/ R 1 C 0圖431一階移相器的幅頻特性及相頻特性 Ui S 0 Uo1 1/Q U HP U BP A 1 S 0 Uo2 U o3 U LP (高通輸出) (帶通輸出) (低通輸出)圖432 狀態(tài)變量濾波器的信號流圖表示法 4.4 開關電容濾波電路(SCF)電路MOS管和小電容組成，工作原理是q1=C1u1 q2=C1u2電容C1的傳輸平均電流為: TC電路等效于:由此可見，開關電容濾波電路頻率特性的特征頻率僅與時鐘頻率和電容比值有關。