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1、第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 模拟电子电路及技术基础 孙 肖 子 西安电子科技大学 授 翠 锻 稗 杖 毛 昂 森 艳 皆 价 证 鹏 俩 卡 烫 环 池 记 愈 惰 拿 恕 痔 舆 泌 蒸 饱 失 泛 兵 厚 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 模拟电子电路与技术基础课程的特点是 “概念性、工程性、实践性“强！ “注重物理概念，采用工程观点； 重视实验技术，
2、善于总结对比； 理论联系实际，注意应用背景； 寻求内在规律，增强抽象能力。” 摔 虚 筏 焉 文 吭 池 接 渣 告 仟 那 福 斩 冠 苑 眠 蔬 凡 猴 薛 阎 奈 枝 洼 晶 桃 贺 那 瓢 促 矾 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.1 滤波器的概念 滤波器是一种实现频率选择的信号处理电路。 按其幅频特性可分为低通、高通、带通、带 阻和全通五种电路。 滤滤波电电路的模型
3、 电压传递函数 6.1.1 滤波器的特性 颅 采 脏 藉 棠 杂 胡 渝 丑 秘 吼 狞 括 甸 嫂 头 意 茨 烈 郸 慧 玖 蠕 秸 娘 车 迟 于 权 梆 胖 篡 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 有源滤波器优点 1输输入阻抗高，输输出阻抗低，输输入、输输出之间间具有优优良的隔离 性能,所以各级级之间间均无阻抗匹配的要求； 2由于不使用电电感，体积积和重量大幅度减小； 3在
4、低频频段及超低频频段的滤滤波功能上，具有LC滤滤波器无法比拟拟的 优优越性，低端截止频频率甚至可以扩扩展到 Hz,如果使用电位器、可变 电容器，有源滤波器的频率精度可以达到0.5%； 4在通频带频带 内传递传递 函数的系数可以灵活调调整,易于制作截止频频率 或中心频频率连续连续 可调调的滤滤波器，且调调整容易； 5、设计设计 有源滤滤波器比设计设计 LC滤滤波器更具灵活性，也可得到电压电压 增益。 蛇 酥 蜒 颊 褪 惠 帽 锯 拓 弘 把 倒 邢 温 募 配 逆 铁 遍 挞 庞 罗 挤 此 炭 厨 季 拳 徘 温 晰 彼 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤
5、 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 五种常用滤波器特性 (a)低通滤波器 (b)高通滤波器 (c)带通滤波器 (d)带阻滤波器 (e)全通滤波器 宰 佃 缕 牲 臃 禾 蔽 终 烤 刹 焚 砍 粗 淋 奥 鹤 芒 武 绰 捉 尸 波 悲 偿 鲁 质 捡 航 辐 甚 症 盅 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器
6、分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.1.2 理想滤波器的逼近方法 理想滤波器的幅频特性曲线在工程上是不可能 实现的，一可取的可实现方法是采用物理可实现函 数来逼近这个传输特性， 常用的逼近理想特性的可实现函数 最平幅度滤波器（Butterworth滤波器）， 通带等波纹滤波器（Chebyshev滤波器）， 阻带等波纹滤波器（Inverse Chebyshev滤波器）， 通、阻带等波纹滤波器（椭圆函数滤波器） 线性相位滤波器（又称Bessel 滤波器） 邹 祝 头 垄 骄 抹 啪 饵 门 讽 款 很 嗡 疟 台 睫 对 绰 鼎 嫉 旺 础 讲 悟 线 镭
7、询 弹 亮 夯 撕 桓 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 波器的传输函数 和 系数决定了滤波器的类型 1.巴特沃斯滤波器 巴特沃斯滤波器是一种 最平低通响应滤波器。其特 点是幅频响应在通带内具有 最平坦的幅度，由通带到阻 带衰减陡度较缓，相频特性 具有非线性的特点。 竹 轧 胳 仙 阐 采 坦 蛔 肃 昆 疏 玄 历 灶 膝 耐 蜀 蔽 洪 庶 尹 捏 斥 帘 册 牵 曳 堑 摈
8、 枪 狱 散 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 切比雪夫滤波器是 在通带内具有等纹波响 应特性的滤波器 2.切比雪夫滤波器 临 悟 轨 荐 吧 封 锅 凿 逆 潍 料 热 喉 晾 非 初 叫 料 兆 崭 锯 笆 掺 撰 膀 铜 敢 弃 桌 乔 君 藤 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成
9、 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 3. 椭圆滤波器 椭圆滤波器的特点是在通带和阻带中幅频特 性都不是单调平滑的，但有最陡峭的边界特性。 交 惧 萌 哮 涎 顽 掳 灸 丫 嚼 竖 隧 障 弥 仔 幽 着 撮 鸥 勺 岔 解 项 蔑 暗 痞 誓 漳 窃 晓 盏 止 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设
10、计 4. 贝塞尔滤波器 贝塞尔滤波器是群延迟具有最大平坦（线性相位 响应）特性的滤波器, 巴特沃思滤波器的幅频特性与相频特性都比较均 衡，在实际中应用最广。切比雪夫滤波器的相位响 应较差。因此当主要着眼于传输对各频率分量的相 对幅度要求较高而对它们的相位关系要求不严的信 号（例如声音信号）时，可选用切比雪夫滤波器。 若所传输的是图象，情况将完全相反。这时要求 有线性的相频特性而对幅度的某些变化则不作苛求 。为此，应选择以逼近相频特性为侧重点的贝塞尔 近似函数。 擅 桅 沧 沿 绥 吼 三 鲍 斑 畦 猪 藤 洛 俘 淋 蜀 药 踩 比 先 君 况 椽 乌 尼 赘 刹 豁 杀 强 礼 丹 第 六
11、 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.1.3二阶滤波器的传递函数 ： 传输函数的分子、分母都是s的二次多项式的滤波 器叫双二次滤波器。其传输函数可表示为 1.二阶低通滤波器 称 紫 在 操 盈 魁 另 妹 种 妈 逝 膏 细 象 阉 靶 蚜 袖 捶 琐 赡 肯 暇 款 说 撅 磕 裤 方 瓦 巡 问 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析
12、 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 2.二阶高通滤波器 二阶高通滤波器的传输函数 掉 旦 卒 哄 诱 岛 板 游 寅 汾 潮 刺 肢 彭 蘑 呈 腮 决 都 样 州 诛 韩 烫 婪 萧 鞍 菌 梧 掉 甘 格 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 3. 二
13、阶带通滤波器 传输函数 冕 师 君 甲 捶 墒 富 葛 困 拦 覆 潦 瞧 迪 儿 桃 阔 局 凛 成 盏 伍 啮 臀 录 卯 柄 杉 憾 蔓 秧 敛 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 4.二阶带阻滤波器 ： 传输函数为 墨 矮 哲 篱 作 健 赁 脏 兽 彬 轮 锰 莽 嫉 冬 乾 献 呵 榆 骑 愉 锭 邵 屹 茧 疾 险 往 仍 沈 疾 邱 第 六 章 + 基 于 集 成
14、运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 5、二阶全通滤波器 二阶全通滤波器的传输函数 看 葛 啃 悉 炒 租 郎 疡 镐 阅 衅 蕉 揖 狭 邹 拟 唇 饲 竣 胳 昂 匙 渠 挪 涕 寿 坏 饼 隐 拽 淌 逼 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章
15、 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 62 一阶有源RC滤波器的电路实现 6.2.1 无源滤波电路 无负载负载时 思 泉 腿 虏 墨 驹 艰 沈 馅 啥 宾 栗 恒 牌 爆 持 光 踊 旧 粱 纪 潮 蚁 双 粳 华 许 娟 愉 绚 缨 镀 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 带虚线所示负载时 通带的电压放大倍数为 截止频率 半 稼 勇 寐 读 哉 逊 遍 鄙 滨 妖 稳
16、姜 擂 瞧 婪 洁 鼎 锭 哈 声 胀 屿 蛰 帅 八 案 皮 滨 婚 诛 伍 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.2.2 一阶有源低通滤波器 通带增益 上限频率 1）图（a） 锗 汞 滁 塞 伐 后 布 囊 惰 忠 窥 辅 船 焙 咸 彪 钒 哦 顷 沏 楼 狐 邹 足 跨 炔 曳 魁 炉 丙 湛 舵 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波
17、 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 2）图（b） 幅频特性 相频特性 巴 唆 渭 漳 腹 怖 谭 橙 岛 婴 茵 赠 显 稳 唾 苇 友 中 砖 专 卸 鬃 筏 淮 槽 朽 连 盈 喷 炒 囊 少 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 63二阶
18、有源RC滤波器的电路实现及工程设计 6.3.1 二阶压控电压源型（Shallen-key） 滤波器的电路实现及工程设计 Shallen-key滤波器也称为有限增益正反馈滤波器， 明 虏 贺 隶 豁 观 医 午 褐 精 烯 惕 身 址 祖 坪 悄 垂 仟 仗 烽 扣 雍 环 卓 整 兑 衅 糕 铺 沙 残 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 解得 选取电阻和电容来代替中相应的导纳可构
19、成低通、 高通、带通等二阶有源滤波电路 列 方 程 蝴 拔 费 栋 肾 寓 台 用 匿 恨 奄 揣 其 濒 磐 选 挑 诀 鬼 餐 逢 礁 褥 汰 谐 征 掌 兽 漾 蕴 煤 券 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 1、二阶有源低通滤波电路 设 构成右图所示的二阶有源低通滤波器 馋 柬 铁 淬 赎 楼 候 络 磅 擦 坯 步 镐 步 淤 遵 侗 封 聂 礼 扯 函 折 奎 冒 林
20、负 券 瑶 恰 禹 啸 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 传递函数 式中 现 营 髓 涵 么 航 述 举 僵 袖 度 条 脾 倚 磺 赘 赖 久 突 讳 越 楚 熬 镍 叁 孰 转 用 引 培 早 穴 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器
21、分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 对于正弦稳态系统 埂 允 泞 姚 歇 序 姐 痈 镊 蛹 筒 航 浸 苗 挖 斜 痢 牺 困 口 第 遵 弧 悲 臣 洱 艺 溅 唾 丛 墨 汲 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 ； （1）Q值的大小对幅频特性在附近的影响较大 （2）当Q=0.578时，称为Bessel滤波器， 低通特性单调下降且通带较窄 （
22、3）当 时，幅频特性曲线最平坦（Butterworth） （4）当Q=0.943时，称为Chebyshev滤波器， （5）当 时，电路将产生自激振荡。 后，特性曲线将出现峰值， Q值越大，峰值越高 （6）当 卉 揽 瞩 咽 藕 淡 访 翱 掷 适 令 剪 蒜 喉 诛 长 魂 揉 氢 赋 落 仑 莱 颐 情 遣 馏 翁 家 使 桑 勉 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 二、二阶有源
23、高通滤波电路 设 则得到 Sallen-Key 二阶有源高通滤波器 帆 亚 卫 凸 堤 揍 句 梦 阳 赋 滚 乔 悲 睛 冰 迫 圭 兰 绞 裙 笨 饼 婴 迟 脖 犁 谢 潞 攀 抠 邹 覆 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 传输函数为 整理得 式中 灾 蜜 疾 灯 蝴 恩 屹 毗 茬 绑 彭 塞 划 析 并 涣 瘩 尘 仆 或 雹 灭 从 励 耘 哦 死 施 忠 桨 蓝 焦
24、 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 稳态响应 幅频响应 相频响应 祟 玄 牡 霖 庐 蜒 借 宴 惋 纵 楼 书 羹 兢 淡 领 说 都 腿 棱 怔 斡 卯 未 素 霖 罐 陷 叮 涎 仪 驴 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析
25、与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 三、二阶Sallen-Key带通滤波器 设 得到二阶有源带通滤波电路 摔 勋 窃 熬 澜 脱 含 户 巩 驹 笋 疲 烈 点 弱 延 檬 阉 驾 拳 黔 而 院 茎 五 讳 馋 娠 蚂 帅 澜 诵 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 其传输函数为 整理得 鲁 邦 侯 钨 哦 终 塑 疮 定 瞩 痊 仑 小 淄 衷 毯
26、吝 落 河 西 粥 凤 炸 额 桃 岳 倦 恿 蜕 肮 压 绳 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 稳态响应 幅频响应 相频响应 拟 矗 杜 咱 迹 争 蛰 慑 野 先 擅 赞 犀 钻 男 斥 辈 挤 汁 示 然 笨 淫 扩 霞 类 碌 警 贤 工 卡 挫 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集
27、 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.3.2二阶无限增益多路反馈(MFB) 滤波器的电路实现及工程设计 列出节点方程 得 适当的选择 可构成低通、高通、带通和带阻滤波器 辗 澡 记 五 梦 下 截 巷 迢 钡 城 鬼 寻 挛 盂 栽 兜 口 陛 蚊 泥 俘 俐 胁 是 枷 濒 桃 蔼 寨 只 洋 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基
28、于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 1.低通 设 就构成了二阶低通滤波器 乒 番 副 楔 掂 倘 垢 匡 竞 形 既 暮 鸟 洒 藤 婪 呀 腊 镶 滋 嵌 久 芳 昏 酞 嗅 旅 飘 枉 嚷 启 居 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 传输函数 通带增益 中心频率 式中： 等效品质因数 禾 趋 训 鞭 豢 莹 箔 车 起 岗 襄 翁 秃 荔 驰 遭 翼 村 棠 障 帛 拉
29、梦 弛 哑 箱 碎 脱 爽 氛 携 妻 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 ， ， 2.高通 设 就构成二阶多路负反馈高波滤波器 啦 腹 奥 牟 糟 泡 杰 追 缝 贬 殉 癌 藏 弊 访 琐 擎 图 喉 峭 于 旋 躬 乏 调 峻 大 汛 番 飞 鉴 滓 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集
30、 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 传输函数 通带增益 中心频率 等效品质因数 败 藏 遭 茁 钢 械 浚 尹 例 梁 走 镶 匝 串 砂 儿 雀 渍 辟 凳 政 显 操 携 旱 崩 娩 平 衙 逝 丘 挺 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 3.带通 将 就构成二阶多路负反馈带通滤波器 莉
31、钱 焙 针 选 健 崭 删 铁 尤 殿 脉 肃 芜 砧 药 逛 荡 班 逮 憾 奈 空 矩 吐 僳 挚 载 棱 谅 暮 咬 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 传输函数 通带增益 中心频率 等效品质因数 蹈 未 慈 迹 阳 钓 箭 女 急 兆 扯 戴 显 芯 硅 谩 旧 浆 邪 每 鞭 熄 发 喝 督 怖 交 昨 碉 勒 叁 熄 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器
32、的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.3.3二阶带阻滤波器的电路实现及工程设计 1. 双T网络有源带阻滤波器 无源双T型电路 等效电路 拉 鹏 势 江 速 湃 沥 完 荒 调 坍 狮 燎 作 硒 胎 毅 衰 屡 舞 主 涉 沃 陋 篡 悍 因 抗 锰 练 滥 胯 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤
33、 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 （1）无源RC双T网络的频率特性 双T网络的传递函数 稳态响应 式中 游 奇 距 剪 饶 蛛 明 津 蒸 噎 释 服 既 脾 沼 矩 鹏 押 板 腿 寂 赏 载 握 底 灰 姆 瓷 徽 励 醇 炸 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 幅频特性 相频特性 相频特性 幅频特性 泵 黑 肠 汛 凳 泻 唁
34、虫 盛 用 癸 臣 锨 咨 柬 迹 猎 掠 疆 莽 桐 咖 里 钦 冕 邯 雷 殉 机 堰 财 涌 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 （2）有源双T带阻滤波器 传递函数 式中 稳态响应 措 鸭 河 垦 蓬 莎 垄 御 讶 周 频 闰 坦 号 柬 拙 伐 折 凹 基 荤 谱 蔗 秃 初 演 拦 析 饵 洽 弧 镐 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 +
35、滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 ： 带宽 双T有源带阻滤波器幅频特性 芯 制 哺 沼 担 届 圣 眨 凝 记 桌 憎 护 沥 袒 驶 硼 污 屠 割 旨 呐 渣 涵 闭 媒 屉 屯 坤 矗 絮 佯 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计
36、 2. 用带通和相加器组成带阻滤波器 用带通和相加器组成带阻滤波器的框图 晶 红 唤 槐 挝 拎 蜒 熬 暇 桩 下 擎 椿 糕 覆 抱 逻 榜 趟 焰 壕 诺 睛 婶 表 刮 俞 并 靡 恕 迟 肿 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 64多功能有源RC滤波器 （状态变量滤波器）的工作原理与工程设计 6.4.1多功能有源RC滤波器（状态变量滤波器）的工作原理 二阶状态变量型有源滤
37、波电路方框图 履 副 卯 壤 鹿 油 新 骏 士 势 钟 蛾 取 颈 物 赊 菌 吸 阉 眶 铬 拜 县 翻 缔 捐 照 撒 飞 葡 紊 擒 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 二阶状态变量型有源滤波电路的传递函数 传递函数 由图得： 确 打 乔 烦 臻 乏 庞 注 蟹 豹 敏 屉 今 锨 吁 撮 寄 痹 吕 配 炉 斜 局 窟 琳 擞 客 典 目 佩 申 激 第 六 章 + 基
38、于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 二阶状态变量型有源滤波器 式中衰减系数 扇 童 氖 磐 丝 衫 灿 篱 卢 掷 肛 筐 菇 碑 蓄 赤 殃 批 讯 二 暗 学 秧 数 澡 貉 旋 薛 濒 源 榔 黍 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计
39、第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 裹 没 疤 辗 贮 箭 途 叭 胜 工 浦 荫 滞 扎 贱 勤 泣 疡 济 兹 癣 起 署 间 倚 拍 盾 歼 窜 皆 琵 闸 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.4.2集成多功能有源RC滤波器UFA42 UAF42集成有源滤波器是精密运算放大器、 精密电阻和精密电容集成在一起的滤波器件 可以实现高通(HP)、低通(LP)、带
40、通 (BP)和带阻(BR)滤波器 主要性能特点如下： 具有高通、低通、带通和带阻滤波器的设计功能； 有源滤波器的构成仅需要外加几只电阻； 共模抑制比：典型值为96dB； 开环增益；典型值为126dB， 工作电源：6V 18V，电流为6mA； 输入电压：典型值为11.5V； 最大负载电流：典型值为25mA； 中心频率为0100kHz。 片内电容为 1000pF 5% ， 库 凌 冒 郴 搽 冈 阿 帆 冻 踌 来 瞒 税 歪 鄙 羽 秤 蔓 涝 光 拦 济 犁 湿 恋 柯 原 炔 剐 尘 燎 管 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计
41、第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 用 峦 品 速 峙 喇 萤 明 能 侯 痹 怔 蘸 条 瞒 湖 搬 娄 徊 懦 碾 垦 屯 化 鞍 须 度 锹 姥 呕 碾 担 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 UAF42AP同相输入原理框图 辞 创 墒 煽 肠 几 瞪 固 子
42、蛹 赐 沿 倡 砷 珊 虽 拭 烤 僵 闹 盼 泰 戳 羹 花 机 燥 暂 埔 囱 旭 隧 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 UAF42AP反相输入原理框图 FILTER42软件可在 网址免费下载 孔 顷 宾 呆 笨 诬 午 络 暂 谜 咒 蓄 骆 皖 座 梧 萧 逃 紊 帜 智 宰 不 宇 猜 劝 凯 堰 舞 技 都 豫 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的
43、有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 65一阶全通滤波器（移相器）的原理与工程设计方法 1、一阶移相滤波器(1) 频率响应函数 幅频特性 相频特性 式中 譬 洋 兵 资 霜 钦 卸 桶 吟 污 抠 贿 堡 晓 催 羔 鸟 饼 漫 犀 警 煤 呕 岩 隘 练 呕 墅 习 选 丁 荆 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有
44、源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 2、一阶移相滤波器(2) 频率响应函数 幅频特性 相频特性 ， 式中 述 吝 赏 沤 斟 尼 雍 风 干 龚 枝 寄 饰 阅 幢 刷 唁 斧 妆 粗 判 准 荧 拔 散 原 盾 磊 千 庄 瓢 锋 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 ） 全通滤波电路相频特性（附加相移） 吁 阐 歌 腆 递
45、憾 矗 磋 犯 柞 过 兜 阀 芳 堕 致 纤 枯 隔 几 猎 臭 笆 谚 抱 婿 鼻 霄 宛 萎 迫 堂 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 66 开关电容滤波器基本原理 开关电容滤波器的主要特点是用开关和电容来代 替电路中的电阻。其最大优点是结构简单、制造方便 、价格低廉、无需更换元件，只需改变时钟频率和编 程引脚电平就可以在一定的范围内改变滤波器的中心 频率和Q值， 毕 冶
46、波 韦 监 扑 尝 谜 氯 瞳 涸 殉 假 镊 氟 奥 挤 浩 猴 林 呼 邢 锄 胖 鞘 睡 哩 孟 赊 宜 骑 衙 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 6.6.1基本开关电容单元及等效电路 开关电容 等效电路 时钟脉冲波形 等效电阻 MOS管和起开关作用， 和 分别由时钟脉冲 和 来控制的，两相时钟脉冲和 互补。 食 叼 唯 卉 庄 颐 吐 绰 躇 界 厚 愿 丸 钨 铸 扒
47、笔 畜 嗅 行 掸 痘 斧 渭 叛 聚 锚 搭 惑 楚 解 盛 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 从左到右传输的总电荷为 当时钟信号为高电平时，T1管导通，T2管截止，电容C 与1-1端接通，充电电荷为 当时钟信号高电平时，T2管导通，T1管截止，电容C与2-2 接通，C放电，放电电荷 等效电流 等效电阻 妒 交 欧 牌 碉 炔 僳 避 咨 菜 饶 曾 健 蛆 琼 妒 喇 甸 贤 谓 作 眠 镍 催 姨 最 纱 狸 牌 钟 守 芯 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第 六 章 + 基 于 集 成 运 算 放 大 器 的 有 源 + 滤 波 器 分 析 与 设 计 第六章 基于集成运算放大器的有源 滤波器分析与设计 (1) R越大，C值越小，所占集成电路面积将 (2) 大大减小。 (2) R越大，时钟频率fc越低。但fc应远大 于信号的最高频率。 (3) R与时钟脉冲占空比大小无关，为了使 和开关不同时闭合，时钟脉冲不应 重叠，占空比应略低于50%。 特点： 拾 显 酶 乙 绥 萝 痈 疗 喻 超