二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

电子发烧友整理 07-24 0评

  工程信号是由不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路。

  低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过,但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置,有源低通滤波器在滤波电路中使用广泛。

  从滤波器阶数可分为一阶和高阶,阶数越高,幅频特性越陡峭,高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。

  二阶有源滤波器的典型结构分析

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

  二阶有源滤波器的典型结构如图1所示。其中,Y1~Y5为导纳,考虑到Up=UN,根据KCL可求得:

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图
二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

  二阶有源低通滤波器分解

  二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图


         二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路,也是高阶虑波器的基本组成单元。常用二阶有源低通滤波器的电路型式有压控电压源型、无限增益多路反馈型和双二次型。

  上图中的二阶有源滤波器电路由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成,在集成运放输出到集成运放同相输入之间引入一个负反馈,在不同的频段,反馈的极性不相同,当信号频率f>>f0时(f0 为截止频率),电路的每级RC 电路的相移趋于-90º,两级RC 电路的移相到-180º,电路的输出电压与输入电压的相位相反,故此时通过电容c 引到集成运放同相端的反馈是负反馈,反馈信号将起着削弱输入信号的作用,使电压放大倍数减小,所以该反馈将使二阶有源低通滤波器的幅频特性高频端迅速衰减,只允许低频端信号通过。其特点是输入阻抗高,输出阻抗低。

  传输函数为:

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

  最简单的二阶低通滤波器电路图分析

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

  上面给大家分享了两个非常简单的二阶低通滤波电路,其实所谓的二阶就是为了使输出电压在高频段以更快的速率下降,以改善滤波效果,再加一节RC低通滤波环节,称为二阶有源滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。二阶LPF的电路图如图13.06所示,幅频特性曲线如图13.07所示。

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图

二阶有源低通滤波器_最简单的二阶低通滤波器电路图
 

  与理想的二阶波特图相比,在超过以后,幅频特性以-40 dB/dec的速率下降,比一阶的下降快。但在通带截止频率之间幅频特性下降的还不够快。

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