1、滤波电路概念滤波电路概念 滤波器是一种选频电路,其作用是允许一定频率范围内的信号顺利通过通道,而阻止或削弱(即滤波)频率范围以外的信号。滤波分经典滤波和现代滤波。经典滤波是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论,任何一个满足一定条件的信号,都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说,就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过,而阻止另一部分频率成分通过的电路,叫做现代滤波器或滤波电路。四种滤波器:1、低通滤波器(LPE);2、高通滤波器(HPE);3、带通滤波器(BPE)
2、;4、带阻滤波器(BEF)滤波器电路图滤波器电路图滤波器幅频特性关系式滤波器幅频特性关系式 若滤波器输入电压的大小之比称为滤波器的幅频特性,即:根据幅频特性就可以判断滤波器的通频带。)()()(jwiUjwoUAjwR1RRfC-+uiuo一阶低通滤波电路计算公式一阶低通滤波电路计算公式 一阶低通滤波电路,设输入电压Ui为某一频率的正弦电压,则可表示为:RUUUUliijwjwcjwc11111_根据同向比例运算电路的输入输出关系式可得:URRURRUIffojwRC11)1()1(11故:jwRCRRUUAfIou11)1(1二阶低通滤波电路二阶低通滤波电路RRR1R2C1C2-+IOP1u
3、iuoMP二阶低通滤波电路频率特性二阶低通滤波电路频率特性 一阶电路的过渡带宽较宽,幅频特性的最大衰减斜率仅为-20dB/10倍频。增大RC环节可增大衰减的斜率 其频率特性表达式为:ffRRAooufjf3)(1112高通滤波电路高通滤波电路 一阶高通滤波电路 压控电压源二阶高通滤波电路 R4RfR1RRR1RfCCC-+-+Nuouiuoui高通滤波电路频率特性高通滤波电路频率特性高通滤波电路 高通滤波电路与低通滤波电路具有对偶关系,将低通滤波电路中的R、C原件对调,就构成一阶高通滤波电路和压控电压源二阶高通滤波电路,故可得:一阶高通滤波电路频率特性表达式为:AffUUAupooouffjI
4、)(1)11(RRAfup压控电压源带通滤波电路压控电压源带通滤波电路 RfR1RC-+uiuo带通滤波电路计算公式带通滤波电路计算公式AAAufupup3 将带通滤波电路和高通滤波电路串联,并使低通滤波电路的带通截止频率fp2大于高通滤波电路 的带通截止频率fp1,则频率在fp1ffp2范围内的信号能够通过电路,其余品路的信号不能通过,即构成了带通滤波电路。其幅频特性表达式为:)(1ffjQffAAooupuAufQ31其中:带阻滤波电路带阻滤波电路 将输入信号同时作用于低通滤波电路和高通滤波电路,再将两个电路的输出电压经过求和电路运算后输出,且低通滤波电路的带通截止频率fp1小于高通滤波电路的带通截止频率fp2,则构成带阻滤波电路,其示意图为:R1RR3RfR2-+C2C1uiuo常用带阻滤波电路计算公式常用带阻滤波电路计算公式QBffAffoouppp)2(212ffAAAooupupupffj22)2(211带通放大倍数:电压放大倍数:RRAfup11 带阻的带宽:)2(21AupQ