经典的有源滤波电路(值得收藏)
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四种常见滤波电路,一网打尽有源滤波电路为了提高滤波效果,解决π型RC滤波电路中交、直流分量对R的要求相互矛盾的问题,在RC电路中增加了有源器件-晶体管,形成了RC有源滤波电路。
常见的RC有源滤波电路如图Z0716所示。
它实质上是由C1、Rb、C2组成的π型RC滤波电路与晶体管T组成的射极输出器联接而成的电路。
该电路的优点是:1.滤波电阻Rb 接于晶体管的基极回路,兼作偏置电阻,由于流过Rb 的电流入很小,为输出电流Ie的1/(1+β),故Rb可取较大的值(一般为几十k Ω),既使纹波得以较大的降落,又不使直流损失太大。
2.滤波电容C2接于晶体管的基极回路,便可以选取较小的电容,达到较大电容的滤波效果,也减小了电容的体积,便于小型化。
如图中接于基极的电容C2 折合到发射极回路就相当于(1+β)C2的电容的滤波效果(因 ie = (1+ β)ib之故)。
3.由于负载凡接于晶体管的射极,故 RL上的直流输出电压UE≈UB,即基本上同RC无源滤波输出直流电压相等。
这种滤波电路滤波特性较好,广泛地用于一些小型电子设备之中。
复式滤波电路复式滤波电路常用的有LCГ型、LCπ型和RCπ型3种形式,如图Z0715所示。
它们的电路组成原则是,把对交流阻抗大的元件(如电感、电阻)与负载串联,以降落较大的纹波电压,而把对交流阻抗小的元件(如电容)与负载并联,以旁路较大的纹波电流。
其滤波原理与电容、电感滤波类似,这里仅介绍RCπ型滤波。
图Z0715(c)为RCπ型滤波电路,它实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
其滤波原理可以这样解释:经过电容C1滤波之后,C1两端的电压包含一个直流分量与交流分量,作为RC2滤波的输入电压。
对直流分量而言,C2 可视为开路,RL上的输出直流电压为:对于交流分量而言,其输出交流电压为:由式可见,R愈小,输出的直流分量愈大;由式可见,RC2愈大,输出的交流分量愈小。
滤波效果愈好。
有源滤波电路
X4.1有源滤波电路
源波电路的作用实质上是“选频”,即允许某一部分频率的信号顺利通过,而使另一部分的频率的信号被急剧衰减(即被滤掉在无线电通信,自动测量及控制系统中,常常利用滤波电路进行模拟信号的处理,如用于数据传送•抑制干扰等。
源波电路的种类很多,这里主要介绍集成运算放大器和RC网络组成的有源滤波电路a
根据滤波电路工作信号的频率范围,滤波器可以分为四大类,它们是低通/波器(1PF),岛通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)和带阻滤波器(BEF)。
图3.4.1由运算放大器组成的有源低通滤波器。
第三章有源滤波器3.1 概述滤波器是一种具有选频作用的网络,它让某些频率的信号顺利通过,而使其他频率的信号阻塞或衰减。
滤波器按照所通过的频率及被阻塞或衰减的频率分别构成它的通带和阻带。
根据通带和阻带在频域中的位置,滤波器可以分为低通、高通、带通、带阻和全通等类型。
由于滤波器的选频特性,它在现代通信、无线电仪器、测量和控制系统中被广泛应用于信息处理、数据传递和干扰抑制等方面。
20世纪四十年代以前,滤波器多数由无源LC电路组成。
随着电子技术的发展,经典的LC滤波器已不能适应微型化、集成化发展的要求。
尤其在低频时,电感线圈体积大,品质因数低,成本又较高,因此人们开始了采用有源器件来模拟电感效应的有源滤波器的研究。
六十年代,线性集成电路的出现,极大的推动了有源滤波器付诸实用。
利用集成运算放大器和RC元件组成的有源滤波器,无论在理论上还是在工程实践中都已经成为一个迅速发展的领域。
到七十年代,已经有了电阻、电容和线性集成电路组装在一起的薄膜集成有源滤波器,近年来,还有人在研究不用电容、仅用电阻和运放构成的R有源滤波器。
与经典的LC无源滤波器相比,有源RC滤波器具有下述优点:1、因为不用电感元件,所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗大、体积大、重量大的缺点,便于微型化和集成化。
2、由于运放具有增益、输入阻抗高和输出阻抗低的特点,有源滤波器能提供在一定范围可调整的信号增益及缓冲作用,使输入和输出之间具有良好的隔离特性,抗干扰能力强,便于级连应用。
3、在低频和超低频情况下,元件仍具有合理的参数值,这是LC滤波器电路所无法比拟的。
目前,有源滤波器的低端截频能达到10-3Hz以下。
当然有源滤波器也有它自身的缺点:1、可处理的信号频率带受运算放大器带宽指标的限制。
由于特性随使用频率的增高而恶化,因此目前有源滤波器的频率应用范围往往限制在300KHz以下。
2、元件特性变化对滤波器特性影响灵敏度高。
3、输入及输出电压、电流的范围受运放限制。