? ? ? ? 信號(hào)通常會(huì)參雜很多干擾信號(hào),濾波是信號(hào)處理中的一個(gè)重要前提步驟,濾波電路又稱為濾波器,它的作用是盡可能減小脈動(dòng)的直流電壓中的交流成分,保留其直流成分,使輸出電壓紋波系數(shù)降低,波形變得比較平滑。換句話說(shuō),凡是可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過,而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器。
僅由電阻、電容、電感這些無(wú)源元件組成的濾波電路稱為無(wú)源濾波器。如果濾波電路中含有有源元件,如集成運(yùn)放等,則稱為有源濾波器。
而低通濾波器的基本電路特點(diǎn)是,只允許低于截止頻率的信號(hào)通過。 一階有源低通濾波電路是最簡(jiǎn)單濾波電路, 一階有源低通濾波電路也是組成二階、高階有源低通濾波電路的最小單元。
一階有源低通濾波電路分析:A
因?yàn)?Vs1 的周期大于 Vs2 ,所以最后輸出將 Vs2 濾去,并將原輸入放大,得到V0。
一階有源低通濾波電路分析:B
見下圖1(a)所示電路為一階有源低通濾波電路。
圖1(a) 電路圖圖1(b) 頻幅特性
由RC電路可知
(1)
根據(jù)同相比例運(yùn)算電路的運(yùn)算關(guān)系,有=(1+
)
,故濾波器的電壓傳遞函數(shù)為
(2)
令,即
,上式可變?yōu)?/p>
(3)
當(dāng)f=0時(shí), ,其中
為電路的通帶放大倍數(shù)。
當(dāng)f=f0時(shí),。
當(dāng)f=∞時(shí),。
其幅頻特性如圖1(b)所示。
一階低通Butterworth濾波電路
下圖a和b是用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的兩種一階Butterworth濾波電路的電路。圖a是反相輸入一階低通濾波器,實(shí)際上就是一個(gè)積分電路,其分析方法與一階積分電路相同。
一階有源低通濾波器升級(jí)二階有源低通濾波器
為改善濾波效果,使f》fo時(shí),信號(hào)衰減的更快,一般在圖1(a)所示的一階低通濾波器的基礎(chǔ)上再增加一級(jí)RC電路就構(gòu)成二階有源低通濾波器,如圖2所示。
圖2(a) 電路圖圖1(b) 頻幅特性
評(píng)論