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运放滤波器126页PPT

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滤波器设计实验PPT课件

滤波器设计实验PPT课件

U 1
jC
所以
H
j
U 2 U1
1
1
jRC
H j
H j
1
1 RC2
当截止角频率
0
1 RC
时
低 通
A0 H j 1
0.9
电
0.8
路 的
0.7
幅 0.6
幅
度 0.5 0.4
频
0.3
特
0.2
性
0.1
00
第4f页0 /共015页
R
C
U 2
u2 1
u1
2
频率/Hz
1. 低通电路
U2
R
U1 1
1 U1 jC 1 j RC
0.3
0.2
0.1
00
第9页/共15频页率/Hz
A0 1
0.9
0.8
Α0 / 2 0.7
幅 0.6 度
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 0
f
f
0
频率1/Hz
第10页/共15页
滤波器 RLC串联电路
A00.91
0.8 0.7
幅 0.6 度 0.5
0.4 0.3 0.2
0.1 00
图3.4
频率/Hz
为低端截止频率 fL 和高端截止频率 fH 。带宽为：f= fH- fL
第2页/共15页
三、实验任务
1.仿真实验例题（图3.3）双T型网络，验证实验结果， 判断其滤波性质，确定截止频率和阻带宽度。
2.测试含运算放大器的双口网络（图3.5）的幅频特性， 判断其滤波性质，确定其截止频率和通带宽度。
3.测试双口网络（图3.6）转移电压比的幅频特性，根据 测试结果判断电路的性质（指对不同频率信号的选择能力）

滤波器电路知识-经典版ppt课件

滤波器电路知识-经典版ppt课件
（二）根据滤波的实现方法和型式分
递归型
N
N
y(n) ai x(n i) bi y(n i)
i0
i 1
N
非递归型
y(n) ai x(n i)
2020/4/14 FFT
i0
热能工程系
18
三、数字滤波器的设计和实现
设计：由给定的规定求找滤波器的转移函数 实现：按照转移函数获得实际的数字滤波系统
2
1 (1 2 )2 ( 2 )2
1 (1 2 )2
2 2
1 2 2
1 4
2 2
1
1
4
热能工程系
6
2. 切比雪夫近似
H(
j )
2
1
1
Tn ( )2
H (s) H0 Vn (s)
Tn() Vn()
n阶切比雪夫多项式 切比雪夫滤波多项式
0.5db波纹 n=1 S+2.863 n=2 S2+1.425S+1.516
R2 R5
C1 C3C4
C3 C4
C4 C3
选择性因子
2020/4/14
热能工程系
12
三、设计方法
1. 选类型，阶数 2. 去归一化（所有手册给出的都是归一化传输函数 3. 多路反馈实现，求元件值
H() H0
归一化 去归一化
H(’) H0
'
0
0
1
’
推广到复数
s' s
0
2020/4/14
z2 z 2
结果 X (z) 1 z1 4z2 由此得 x(0)=1, x(1)=-1, x(2)=4,...
z3
z 1 2z1

16章集成运算放大器第2节3滤波器

16章集成运算放大器第2节3滤波器

duo dt
反相积分器：如果u i=直流电压U,输出将反相积分， 经过一定的时间后输出饱和。 ui
1 uo RCuidt
1t
uo
RC0
Udt
=
–
U RC
t
1 UomRCUTM
U
0
uo
t
积分时限
TM
0
t
-Uom
设Uom=15V,U=+3V,
TM

RCUom U
=0.05秒
R=10k ,C=1F
ib+ =0
u-= u+= ui
ib- =0
iF=if
uo ui ui R2F R1f
uo (1 R2F)ui R1f
例题2. Rf=10k , RF=20k , ui =-1V。求:uo ，RP
应为多大？
iF RF
if
Rf ui

_
uo
+
+
RP
Au=1+
RF =1+20/10=3 Rf

C
Uo
1

Uo

Ui

R
j C 1
1 1 jRC
j C

1
1 j

0
传
递 T(j)
1
函

数
1 j 0
幅 频
T(j)
特
性
0

1 RC
1 1 ( )2
0
幅频特性、幅频特性曲线
R
T(j) 1
1 ( )2
Uo
0

Ui

C

滤波器 ppt课件

滤波器 ppt课件
dB
dB
由此看出二 阶比一阶滤流 效果好.
8
9
10
11
12
13
波特图仪
波特图仪(BodePlotter)是一种测量和显示被测电路幅频、 相频特性曲线的仪表。在测量时，它能够自动产生一个频 率范围很宽的扫频信号，常用于对滤波电路特性进行分析。 波特图仪有两组端口，左侧IN是输入端口，其“+”、“—” 输入端分别接被测电路输入端的正、负端子，右 OUT是输出端。 注意：①电路中任何交流源的频率都不会影响到波特图仪 对电路特性的测量。
j)
c2
A02 2 j c
1Q
A0
c 212Q c 2
C看成短路， vi vp.
AVF
1
Rf R1
A0
0 A(j) 0
C A (j ) A 0/ 219
20
3 有源带通滤波电路.
1）电路组成
低通ωH>高通ωL.
21
22
23
24
25
26
3．幅频响应：令S=jω.
A( j)
( j)2
AVFc2
c
Q
(
j)c2
2
AVFc2
c
Q
jc2
同
除c2
AVF
1c22 j
Qc
1c
A0 2
j
Qc
20lgA(j) 20lg
1
A0
1c 22Qc
2
7
ω=0时， A(j) A
A(j)
c
10c..
Q
lgA(j) A
lgA(j) A
②使用波特图仪对电路特性进行测量时，被测电路中必 须有一个交流信号源。

滤波器基本知识介绍演示幻灯片PPT共28页

滤波器基本知识介绍演示幻灯片PPT共28页

26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
滤波器内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
▪
谢谢！
28

《运放滤波器》课件

《运放滤波器》课件

运放滤波器电路分析
运放滤波器基本结 构：输入端、输出 端、反馈端、电源 端
运放滤波器类型： 低通滤波器、高通 滤波器、带通滤波 器、带阻滤波器
运放滤波器参数： 增益、带宽、截止 频率、相位裕度、 稳定性
运放滤波器应用： 信号处理、通信系 统、电源系统、仪 器仪表等
运放滤波器性能 指标
运放滤波器频率响应
等
运放滤波器在音 频信号处理中的 应用：用于音频 信号的滤波、放 大、压缩等处理， 提高音质和音效
运放滤波器在音 频信号处理中的 优势：具有高精 度、高稳定性、 低噪声等特点， 能够满足音频信
号处理的需求
通信信号处理
信号接收：接收来自天线的信号
信号放大：将接收到的信号放大到合适 的电平
信号滤波：对放大后的信号进行滤波， 去除噪声和干扰
运放滤波器技术面 临的挑战和问题， 如功耗、稳定性等
运放滤波器技术发展趋势
集成化：运放滤波器将更加集成化，提高性能和可靠性 低功耗：运放滤波器将更加注重低功耗设计，降低功耗和成本 高精度：运放滤波器将更加注重高精度设计，提高测量精度和稳定性 智能化：运放滤波器将更加注重智能化设计，提高自适应性和智能化程度
测试性能：使用测试设备 对滤波器进行性能测试，
确保满足设计要求
运放滤波器设计软件介绍
软件名称：FilterPro 功能：设计运放滤波器，提供多种滤波器类型 特点：界面友好，操作简单，支持多种编程语言 应用领域：电子工程、信号处理、通信工程等
运放滤波器设计实例分析
实例一： 低通滤波 器设计
实例二： 高通滤波 器设计
网络化：运放滤波器将更 加网络化，实现远程监控 和诊断
感谢您的观看
汇报人：
噪声类型：白噪声、 粉红噪声、蓝噪声 等

滤波器的设计PPT讲解

滤波器的设计PPT讲解

二.按通带和阻带的相互位置不同分为：
低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF）
各种滤波器理想的幅频特性：
（1）低通
（2）高通
|A|
|A|
A0 通带 阻带
A0 通带 阻带
0
ωC
ω
ω
0
ωC
（1）带通 |A|
（1）带阻 |A|
A0 阻 通 阻
0 ωC1
ωC2
dB为单位，则指增益dB值的变化量。
三、参数
3、阻尼系数与品质因数
– 是阻滤尼波系器数中是表表示征能滤量波衰器耗对的角一频项率指为标w。0信号的阻尼作用， – 阻尼系数的倒数称为品质因数，是评价带通与带阻滤波器
频 带率 通选 或择 带特 阻性滤的波一器个的3重d要B带指宽标，，Qw=0为w中0/心△w频。率式。中的△w为
顺利通过，让频率范围之外的交流信号受到衰减。
wL ——下限频率， wH ——上限频率，
带宽：Bw wH wL
中心角频率： w0 wn wH wL
带通滤波器传递函数的一般表达式为： A((s) A0 s n / 2 D(s)
④固有频率f0=w0/(2)为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复
杂电路往往有多个固有频率。
2、增益与衰耗
①对低通滤波器通带增益Kp一般指w=0时的增益；高通指w→∞时的
增益；带通则指中心频率处的增益。
②对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数。
③通带增益变化量△Kp指通带内各点增益的最大变化量，如果△Kp以
(一). 无源滤波器
1. 一阶RC低通滤波器(无源)
传递函数：
1
A uO jC

第2章 运放参数与有源滤波器PPT教学课件

第2章 运放参数与有源滤波器PPT教学课件
输入偏置电流通过输入端连接的外电阻起作用，例如，如果运放外引脚的电阻 为100k，输入偏置电流为100nA，则在外电阻上将有10mV的压降，该压降就像在输 入端加一个误差电压源，误差电压源的电压被放大，引起输出误差。对于CMOS输入 结构运放来说，若输入偏置电流为100pA，则100k电阻上的压降只有10μV，在大部 分情况下，该压降可以忽略。
第2章 运放参数与单电源运放
本章介绍实际运放的参数与单电源运放，目的是使初学者能够读懂运放 数据手册，并能正确使用运放，特别是使用单电源运放。
2020/12/10
1
2.1运放直流参数介绍
1.理想运放
在模拟电路教科书上，理想运放如图2-1所示。其中VIN-为反相输入，VIN+为同相输入， VO为输出，电源VDD、VSS也常用VCC、VEE表示。
.
VIN
.
C1 10 0n F
R113 0k ΩR288 7k Ω
A 2.2 nF C2
VOUT .
2020/12/10
图2-4有源滤波器电路电路
.
6
4. 开环增益AOL
运放的开环增益是输出电压信号与输入信号之差的比值。理想情况下的开环 增益是无穷大。但实际上，由于开环增益是有限值，所以输出电压的变化ΔVOUT 除以开环增益就是输入端的电压变化ΔV，如下式表示：
失调电压随温度变化而变化，称为失调电压温漂，单位为μV/℃或是mV/℃。
例如对于CMOS运放MCP601的失调电压为2mV，失调电压温漂2.5μV/℃。
每一个运放的输入失调电压都不同，但是对于一个运放来说是一个固定值。在闭环放大倍
数很小时，失调电压对放大器没有多大影响，但是对于闭环放大倍数很大的放大器来说，将减小 动态输出范围。

第二章 滤波器ppt课件

第二章 滤波器ppt课件

在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之
差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。
广义失谐 : Q(0)
0
1
Q1>Q2
当ω与ω0很接近时,令：
1/ 2
Q1
0
2
02
(0 )(0 )
Q2
0 0
0
2
0
0
( )2
B
0
0
()
1
1
则：
1Q2( 0 0)2
1Q(2 02
32
高频电子线路
的储能与电阻元件耗能状况的比值。
1 Q
Rs
C LR 0sL0C 1 R s
Rs
特性阻抗 ：
L C
0L10C
23
高频电子线路
Ig
L
ZP( j) Rs
C
Ig
IL IC
ZP( j) RP L C
使网络阻抗（ZP（jω））相等进行等效
Q 1
R P(1Q 2)R S Q 2R S
1
Q 1
LP (1Q2)L L
有源滤波器：指在所构成的滤波器中，除无源器件外 还含有放大器等有源电路。
▪RC有源滤波器（含有运算放大器）。
▪开关电容滤波器(SCF)。
按处理的信号形式可分为模拟滤波器，数字滤 波器和抽样数据滤波器等。
10
高频电子线路
滤波器按幅度频率特性可分为：低通，高通，带通
和带阻滤波器
H ( j)
H ( j)
以 = 0 时的输出电压 Vo( j0) 对 Vo( j)
归一化，可得并联谐振回路的相对幅频特性与相频特
性，其值分别如下：

滤波器(FC)ppt课件

滤波器(FC)ppt课件

1 提供固定无功功率 2 对于变动较大的负荷
易ห้องสมุดไป่ตู้成“过补”或 “欠补” 3 不能抑制电压波动和 电压闪变
滤波器(FC)
滤波原理
谐振点
对于整个滤波器进行分析，滤波
器对n
次谐波的阻抗
为：
滤波器阻抗随频率变化的曲线图
式中fn表示第n次单谐调滤波器
在谐振点处，Zfn=Rfn，因Rfn很小，n次谐 波电流主要由Rfn分流，很少流入电网中。
滤波器(FC)现场照片
滤波器(FC)
滤波器(FC)的优缺点
优点
缺点
1 提供无功功率 2 提高功率因数 3 可以很好的滤除谐波
电感l的电感值也非常小所以整个滤波器发接线原理图滤波器fc滤波器fc滤波原理对于整个滤波器进行分析滤波式中fn表示第n次单谐调滤波器谐振点在谐振点处zfnrfn因rfn很小n次谐波电流主要由rfn分流很少流入电网中
滤波器(FC)
接线原理图
右图为滤波器接线 原理图,图中电阻R为电 感等效电阻,阻值很小; 电感 L的电感值也非常 小，所以整个滤波器发 出的无功呈容性。
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A1 +
（解答：P321）
uO
3.积分运算电路
iC
C
uI
R
uN
-
iR
iN
A +
uP R’
1
uO
RC
uIdt
仿真
4.微分运算电路
iC
C
uI
R
uN
-
uO
iR
iN
A +
uO
uP R’
uO
RCduI dt
仿真
1. 滤波电路的基础知识
（1）滤波电路的种类
LPF(Low Pass Filter) HPF(high Pass Filter) BPF(Band Pass Filter) BEF(Band Embarrass Filter) APF(All Pass Filter) LPF (Low Pass Filter)
uO
电压
跟随器
uO Rf
-
uI
R’
A +
uO
2.加减运算电路
R1 iI1 uI1
iF
Rf
（1）求和运算电路
R2 uI2
uN -
•反相求和运算电路
uO
Rf
uI1 R1
uI 2 R2
uI 3 R3
uI3
iI2 iI R3 iI3 R4
iN
A +
uP
uO
Rf R
(uI1
uI2
uI3)
R iR iF Rf
“虚断”：运放的同相输入端和反相输入端的电流趋于 0，好象断路一样，但却不是真正的断路。
理想运放工作于线性区，因其
放大倍数趋于无穷大，所以在输入 u + i+
端只要加一个非无穷小的电压，其
输出就会超出其线性工作区，因此， u -
i-
+
A
-
uo
只有电路引入负反馈，才能使其工
作于线性区。
反馈网络
（3）理想集成运放工作于非线性区 电路中没有引入负反馈或引入
uo UOM
的是正反馈，理想运放工作于非线
性区。因其放大倍数趋于无穷大，
O
u+- u-
所以输出电压只有两种可能：
-U O M
uo U -UOOMM
u u u u
因ri为 d ,所以 ii， 0
小结 本讲主要介绍了以下基本内容： ➢ 理想集成运放的特点：“虚短”、“虚断”的概 念。 ➢ 基本运算电路：比例、加减、积分、微分。 ➢ 有源滤波电路：一阶LPF；二阶LPF、 HPF、 BPF、BEF。
（1）理想集成运放的性能指标
开环差模增益：Aod; 差模输入电阻： rid ;
输出电阻： ro 0;
共模抑制比：KCMR;
上限截止频率：fH ;
失调电压、电流及其温漂：均为0。 实际集成运放的特性很接近理想集成运放，我们仅仅 在进行误差分析时，才考虑理想化后造成的影响，一般工 程计算其影响可以忽略。
电子信息系统大致包含信号的提取、信号的（预）处 理、信号的加工、信号的执行四个环节。
信 号 的 提 取 信 号 的 预 处 理 信 号 的 加 工 信 号 的 执 行
石英预制 棒生产过 程中的控 制系统
思考题：
以温度控制 系统为例， 说明其各组 成部分及其 作用。
2. 理想集成运放的特点和工作特性
1. 电子信息系统的组成
由若干相互联结，相互作用的基本电路组成的，具有 特定功能的电路整体，称为电子系统。电子系统的功能实 现伴随着信息的处理，所以电子系统也是信息处理系统。
信号是信息的载体，电信号是以电压或电流等电量携 带信息的。客观世界许多物理量，都可以通过一定的传感 器转换成电信号，如声电转换器（麦克）、温度传感器、 光电转换器（摄像头）、位置传感器等等。
R1 uI1
R2 uI2
uI3
R3
R4
Rf
A
+
uO
RfuI1 R1ຫໍສະໝຸດ uI 2 R2Rf
uI 3 R3
Rf ( uI 3 uI 2 uI1 )
R R3 R2 R1
uO
( R1//R2 //Rf R3//R4 )
（提示：用叠加原理）
R1
uI1 R2
Rf1 -
A1 +
R3
uO1 uI2 R4
Rf2 -
思考题：如何提高图示电路的
输入电阻？会带来什么问题？
• T型网络反相比例运算电路 （2）同相比例运算电路
R2 M R4
uI
i2 R1
uN
R3
i3
-
i1
iN
A +
uP
R2
i4
uO uI
uOR2R 1R41R2R /3/R4uI
uI
uO
1
Rf R
uI
iF R iR R’
A
+
Rf
uN -
iN A +
uP
内容简介
本章主要讲述理想集成运放的特点、基本运 算电路和有源滤波电路等。重点掌握理想集成运 放的特点及“虚短”、“虚断”的概念，并能应 用这两个基本概念分析基本运算电路和有源滤波 电路；掌握理想集成运放的线性应用和非线性应 用条件；理解LPF、 BPF、 HPF、 BEF的工作原 理及主要性能；能根据需要合理选择运算电路和 滤波电路 ；了解干扰和噪声的来源及抑制方法。
1. 比例运算电路
（1）反相比例运算电路
iF
Rf
电路处于深度负反馈条
件下，虚短和虚断成立。 uI
R1
uN
-
uNuP 0
iI
iN
A +
uO
uI uN uN uO
R1
Rf
uP R2
uO
Rf R1
uI
ri
uI iI
R1
rof
ro 0 1AF
为了保持运放差放输入级的对称性，同相
输入端的电阻R2为uI=0时反相输入端的等效 电阻： R2= R1// Rf 。
HPF (High Pass Filter )
Au Aup
滤波器：是一种能使 有用频率信号通过而同时 抑制或衰减无用频率信号 得电子装置。
Au Aup
O
fp
f
LPF 的频率特性
O
fp
f
HPF 的频率特性
• 带通滤波器（BPF）
过A渡u 带越窄，频率特 性Aup越B陡an峭d P，as越s F接ilt近er 理想 滤波器阻带的特通性带，阻电带路的 选择O 性越f好p1 ，滤f p2波特f性 越好。BPF 的频率特性
( R1 R2 R3 R)
•同相求和运算电路
uO
Rf
uI1 R1
uI2 R2
uI3 R3
Rf R
(uI1
uI2
uI3)
R1 iI1 uI1
uN -
uI2 uI3
R2 iI2
iN
A +
uP
R4
uO
( R // Rf R1 // R 2 // R 3 // R4 )
R3 iI3
（2）加减运算电路
（通2）带实电际压滤增波益器的幅频特性
（2）理想集成运放工作于线性区
u+ i+ +
uo
A
理想运放工作于线性区：uoAod (uu) u- i- -
而 A od ,u o 为有 ,所 限 (u 以 u 值 ) ， 0 ,
故uu
“虚短”：运放的同相输入端和反相输入端的电位“无 穷”接近，好象短路一样，但却不是真正的短路。
因 r i d 为 ,u i u u 为有 ,所i限 以 i 0 值 ，