压控电压源有源滤波器

1 0 7 108 1 概述 1.1 滤波器的分类 有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加一些R、C 等无源元件而构成的。 通常有源滤波器分为： 低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF） 它们的幅度频率特性曲线如图 13.01 所示。 图 13.01 有源滤波器的频响 滤波器也可以由无源的电抗性元件或晶体构成，称为无源滤波器或晶体滤波器。 1.2 滤波器的用途 滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图 13.02 所示。 图 13.02 滤波过程 2 有源低通滤波器(LPF) 2.1 低通滤波器的主要技术指标 109 （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13.03 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13.03。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13.03 LPF 的幅频特性曲线 2.2 简单一阶低通有源滤波器 一阶低通滤波器的电路如图13.04 所示，其幅频特性见图13.05，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13.04 一阶 LPF 图13.05 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 12p1RRAv 110 一阶低通滤波器的传递函数如下    0piO1sAsVsVsAv， 其中RC10  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。 2.3 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 13.06 所示，幅频特性曲线如图 13.07 所示。 图 13.06 二阶LPF 图 13.07 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 1fp1RRAv （2）二阶低通有源滤波器传递函数 根据图 13.06可以写出 RsCsVsVsVAsVv2N)()(po11)()()()( 111  VssCRsCRsCRsCVsNi11111212∥∥()[()]( ) 通常有 CCC12，联立求解以...