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有源滤波器设计【3】  

2014-05-20 16:08:00|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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多重反馈滤波器

多重反馈滤波器拥有一个以上的反馈路径,多重反馈滤波器利用了全部的开环增益,因此也被称作为无限增益滤波器。

带通滤波器

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

低通滤波器

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

带阻滤波器

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

状态变量(SV)滤波器和双二阶滤波器

前面介绍的两种滤波器结构是由单个运算放大器和最少的外部元件组成的。但是这些结构存在着许多缺点:元件的严重脱节;棘手的调节功能;对元件值变化,特别是对放大器增益的高灵敏度,都限制着这些滤波器只能用于Q≤10的场合。

以状态变量和双二阶滤波器一类为代表的多运算放大器滤波器,通过采用更多的元件,这类滤波器能实现更易调节并降低对无源器件的灵敏度,同时这种滤波器能够同事提供多种响应,因而被称为通用滤波器。

状态变量(SV)滤波器

它使用两个积分器和一个加法器来产生二阶低通、带通和高通响应。第四个预算放大器用来组合已有的响应来生成带阻或者是全通响应。带通响应可以通过对高通响应积分得到,接下来低通可由对带通的积分产生;其次,因为两个传递函数的乘积对应于伯德图的相加。又因为积分器伯德图的斜率是一个常数-20dB/dec,所有带通滤波器伯德图可由高通滤波器伯德图顺时针旋转20dB/dec获得,低通伯德图可由对带通伯德图作类似旋转获得。

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

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有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

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双二阶滤波器

由两个积分器构成,其中一个积分器是有耗型的。第三个运算放大器是一个单位增益反相放大器,它的目的仅仅是进行极性反转。

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

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带阻滤波器

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

1.R4断开,可得ωz=ω0 HON=-R5/R2,这就是熟悉的对称V型谷。

2.开关打到左端,这样一个低通部分就被添加到了已有的Vi和-VBP的组合中去了,产生了一个低通带阻响应。

3.开关打到右端,此时减去一个低通部分,产生一个高通带阻响应。

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

最后我们来定义一下滤波器的灵敏度问题,因为元件值得容差和运算放大器的非理想性,一个实际的滤波器的响应很有可能偏离理论上预期的响应。尽管其中有一些元件可以进行微调节,但是由于元件的老化和热漂移的因素,偏离还是会出现的。设一个滤波器的参数ω0和Q为y,一个滤波器元件如电阻R或电容C为x,则典型的灵敏度函数Sxy可以定义为

有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客有源滤波器设计【3】 - 苏之淼 - 网易博客

目前为止,滤波器的设计基础算是完成学习了,关于滤波器的设计的第二部分还会有进一步的探讨,这一部分还需要一段时间的消化,所以下一节讨论的就不是滤波器的设计,而是继续讨论关于非线性电路的问题。

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