資料介紹
本課題介紹的釘源濾波器快速設計方法,具有計算簡單、元器件少、電路調整方便等優點。通過學習.要求掌握最基本的二階濾波器設計方法與性能參數測試技術,并具備設計高階濾波器的能力。
一、濾波器的傳輸函數與性能參數
由RC元件與運算放大器組成的濾波器稱為RC有源濾波器,其功能是讓一定頻率范圍內的信號通過,抑制或急劇衰減此頻率范圍以外的信號。可用在信息處理、數據傳輸、抑制干擾等方面但因受運算放大器頻帶限制,這類濾波器主要用于低頻范圍。根據對頻率范圍的選擇不同,可分為低通、高通、帶通與帶阻等四種濾波器,它們的幅頻特性如圖3.6.1所示。具有理想
圖3.6.1 濾波器的幅頻特性
(a)低通 (b)高通 (c)帶通 (d)帶阻
圖3.6.2 巴特沃斯響應與切比雪夫響應比較
(a)巴特沃斯幅頻特性 (b)巴特沃斯相頻特性 (c)切比雪夫幅頻特性 (d)切比雪夫相頗特性
的幅頻特性的濾波器是很難實現的,只能用實際的濾波器的幅頻特性去逼近理想的。常用的迫近方法是巴特沃斯(Butterwoth)最大平坦響應和切比雪夫(Chebysber)等波動響應。在不允
許帶內有紋波的應用中,采用巴特沃斯響應的濾波器較好。如果給定階數n和帶內允許的偏
差,采用切比雪夫響應的濾波器較好,因其阻帶衰減速率比巴特沃斯響應的要大得多,但切比雪夫濾波器的相頻特性比巴特沃斯的要差,如圖3.6.2所示。一般來說,濾波器的幅頻特性越好,其相頻特性越差,反之亦然。濾波器的階數n越高,幅頻特性衰減的速率越快,但RC網絡的節數越多,元件參數計算越繁瑣,電路調試越困難。因為任何高階的濾波器均可以用較低階的濾波器級聯實現,故本課題主要介紹具有巴特沃斯響應的二階濾波器的設計。表3.6.1列出了二階RC有源濾波器的傳輸函數,它們的幅頻特性如圖3.6.1所示。
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