二階有源低通濾波器電路圖

濾波是信號(hào)處理中非常重要的一個(gè)步驟，常用器件就是濾波器，濾波使輸出電壓紋波系數(shù)降低，波形變得比較平滑。濾波器的階數(shù)可分為一階、二階和高階，階數(shù)越高，幅頻特性越陡峭，高階濾波器通?？捎梢浑A和二階濾波器級(jí)聯(lián)而成。

如上圖所示：二階低通濾波器電路圖

品質(zhì)因數(shù)表明了濾波器通帶的狀態(tài)。一般要求Q=0.707。

由此可以得到

常用二階低通濾波器電路圖

最常用的3種二階有源低通濾波電路為：

巴特沃茲，最平滑；

切比雪夫，迅速衰減，單通帶中有紋波；

貝塞爾，相移與頻率成正比，群延時(shí)基本是恒定。

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巴特沃斯濾波器

從幅頻特性提出要求，而不考慮相頻特性。巴特沃斯濾波器具有最大平坦幅度特性，其幅頻響應(yīng)表達(dá)式為：

切貝雪夫?yàn)V波器

切貝雪夫?yàn)V波器也是從幅頻特性方面提出逼近要求的，其幅頻響應(yīng)表達(dá)式為：

ε是決定通帶波紋大小的系數(shù)，波紋的產(chǎn)生是由于實(shí)際濾波網(wǎng)絡(luò)中含有電抗元件；Tn是第一類切貝雪夫多項(xiàng)式。

與巴特沃斯逼近特性相比較，這種特性雖然在通帶內(nèi)有起伏，但對(duì)同樣的n值在進(jìn)入阻帶以后衰減更陡峭，更接近理想情況。ε值越小，通帶起伏越小，截止頻率點(diǎn)衰減的分貝值也越小，但進(jìn)入阻帶后衰減特性變化緩慢。

切貝雪夫?yàn)V波器與巴特沃斯濾波器進(jìn)行比較，切貝雪夫?yàn)V波器的通帶有波紋，過(guò)渡帶輕陡直，因此，在不允許通帶內(nèi)有紋波的情況下，巴特沃斯型更可取；從相頻響應(yīng)來(lái)看，巴特沃斯型要優(yōu)于切貝雪夫型，通過(guò)上面二圖比較可以看出，前者的相頻響應(yīng)更接近于直線。

貝塞爾濾波器

貝塞爾濾波器又稱最平時(shí)延或恒時(shí)延濾波器。其相移和頻率成正比，即為一線性關(guān)系。但是由于它的幅頻特性欠佳，而往往限制了它的應(yīng)用。

巴特沃茲低通濾波中用的最多的是賽倫凱樂(lè)電路，即仿真的該電路。

當(dāng)兩級(jí)RC電路的電阻、電容值相等時(shí)，叫賽倫凱電路，在二階有源電路中引入一個(gè)負(fù)反饋，目的是使輸出電壓在高頻率段迅速下降。

二階有源低通濾波電路的通帶放大倍數(shù)為 1+Rf/R1 ，與一階低通濾波電路相同。