有源低通滤波器(LPF) 1 低通滤波器的主要技术指标 (1)通带增益Avp 通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数,如图3所示
性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的,阻带内的电压放大倍数基本为零
(2)通带截止频率 fp 其定义与放大电路的上限截止频率相同,见图3
通带与阻带之间称为过渡带,过渡带越窄,说明滤波器的选择性越好
图3 LPF的幅频特性曲线 2 简单一阶低通有源滤波器 一阶低通滤波器的电路如图4所示,其幅频特性见图5,图中虚线为理想的情况,实线为实际的情况
特点是电路简单,阻带衰减太慢,选择性较差
图4 一阶LPF 图5 一阶LPF的幅频特性曲线 当f = 0时,电容器可视为开路,通带内的增益为 一阶低通滤波器的传递函数如下 , 其中 该传递函数式的样子与一节RC低通环节的增益频率表达式差不多,只是缺少通带增益Avp这一项
3 简单二阶低通有源滤波器 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6所示,幅频特性曲线如图7所示
图6 二阶LPF 图7 二阶LPF的幅频特性曲线 (1)通带增益 当f = 0时,各电容器可视为开路,通带内的增益为 (2)二阶低通有源滤波器传递函数 根据图8-2
06可以写出 通常有 ,联立求解以上三式,可得滤波器的传递函数 (3)通带截止频率 将 s换成 jω ,令 ω0=2π f0=1/(RC)可得 当f=fp 时,上式分母的模 解得截止频率: 与理想的二阶波特图相比,在超过f0 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fp→f0 之间幅频特性下降的还不够快
4 二阶压控型低通有源滤波器 (1)二阶压控型 LPF 二阶压控型低通有源滤波器如图8所示