1. bread电子发烧友论坛/
  2. 测试测量论坛/
    1. 电子论坛综合区
    2. 嵌入式论坛
    3. 电源技术论坛
    4. 硬件设计论坛
    5. 测试测量论坛
    6. 检测技术与质量
    7. EDA设计论坛
    8. 综合技术与应用
    9. 开源硬件
    10. IC设计论坛
    11. 消费电子论坛
    12. 无线通信论坛
    13. 个人版区
    14. 厂商专区
    15. 论坛服务区
    16. 高校联盟
    17. 供求信息发布
  3. 仪器仪表技术专区
    1. LabVIEW论坛
    2. Matlab论坛
    3. 测试测量技术专区
  4. / 模拟滤波电路
    关闭提示

[资料] 模拟滤波电路

[复制链接]
高级工程师
发表于 2018-1-5 11:55:30   552 查看 0 回复 只看该作者 倒序浏览
分享
   经传感器转换和放大后的电信号,由于测量现场的电磁干扰,传感器本身以及放大电路等本身的影响,往往含有多种频率成分的噪声信号,严重情况下,这种噪声信号会淹没待提取的输入信号,造成系统无法获取被测信号。在这种情况下,须采取滤波措施,将不需要的杂散信号抑制掉,使系统的信噪比(S/N)增加,完成这种功能的电路称为滤波电路,或将具有这一功能的组件称为滤波器。
   滤波器的作用是选出有用的频率信号,抑制杂散的无用频率信号,使一定频率范围内的信号通过,衰减很少(使用有源滤波器还可使信号放大),而在此频率范围外的信号衰减很大,从而提高系统的信噪比。通常称可以通过的频率范围为通带,不能通过的频率范围为阻带,通带与阻带的界限频率为截止频率,其频率特性用Q来衡量,Q值越高,即灵敏度越高,频率选择性越好,通带越窄。
   1.滤波器的分类
   按滤波器是否使用有源器件(放大器)来分,可分为有源滤波器和无源滤波器两大类。

   (1)无源滤波器。无源滤波器是指用无源器件如电感(L)、电容(C)和电阻(R)组成的滤波电路,如图5.18即为一最简单的RC 低通滤波器电路,其传递函数为

   它随输入信号频率的增高而幅值呈下降趋势。
   (2)有源滤波器。有源滤波器是指利用放大器、电阻和电容等组成的滤波电路,在低频(小于1MHz)中使用。   
   无源滤波器常采用LC 谐振电路或RC 网络作为滤波器件。LC 滤波谐振电路,其能量形式是每半周中静电能量(1/2CU2)与磁场能量(1/2LI2)相互转换,作为虚功率积蓄存在,损失小,而价格昂贵,因而不适合在低频滤波电路中使用;RC 电路尽管可以做到体积小和廉价,但其上半周内电容C中积蓄的能量到下半周就会被电阻R 消耗掉一半,因此单纯的RC电路Q 值不会大于0.5,选择性差,效果同样不佳。
   有源滤波器则是利用有源器件不断补充由R造成的损耗,因而等效能耗极小,也就提高了电路的Q值,改善了选择性。并且,有源滤波器还具有无源滤波器无法做到的信号放大功能,其电路Q值的提高不受电感Q 值的限制,因为在有源滤波器电路中一般不使用电感,输入输出阻抗很容易匹配,这些都使有源滤波器具有优良的性能。有源滤波器的缺点是:由于采用有源器件,需使用电源,功耗较大;由于受有源器件有限带宽的限制,一般不能用于高频场合;受元件容差和漂移影响较大,相对来讲灵敏度较低。但总的来讲,有源滤波器在低频(小于1MHz)场合中使用,较无源滤波器具有更优的性能,因而目前在音频处理、工业控制等领域,有源滤波器已得到极为广泛的应用。
  2.有源滤波电路
  由于滤波器是频率选择电路,只允许通带内的频率通过,因而按通带来分,滤波器可分为低通、高通、带通、带阻和全通。
  (1)低通滤波器。低通滤波器的功能是:让直流到指定截止频率的低频分量顺利地通过,而使高频分量受到很大的衰减。理想的低通滤波器的幅频特性如图5.19(a)所示,其中ωc为截止频率,但这种幅频特性实际上是无法实现的。图5.19(b)为实际的一种低通滤波器的幅频特性,该低通滤波器的通带为  


   低通滤波器一般用截止频率ωc、阻带频率ωs、直流增益 H(0)、通带波纹和阻带衰减等参数来确定。因为根据不同的传递函数,低通滤波器通带内幅频特性、衰减率均不一样,所以在设计时,要根据不同要求选择不同类型的传递函数,如波特瓦兹型、切彼雪夫型等。
   由低通滤波器的幅频特性可知,其传递函数 H(jω)的零点在ω = ∞ 处,其一般形式为   
   (2)高通滤波器。高通滤波器的功能是:让高于指定频率ωc 的频率分量顺利通过,而使自直流到指定阻带频率ωs 的低频分量受到衰减。同样,与低通滤波器的情况相似,没有理想的幅频呈跃式的高通滤波器,图5.19(c)为某一实际的高通滤波器的幅频特性曲线。理论上来讲,高通滤波器在ω → ∞ 处也应是通带,但实际上由于寄生参数的影响以及有源器件带宽的限制,当频率增高到一定值,幅值也将下降。
   对于 H(s)零点位于ω =0处的高通滤波器,其一般形式为

  (3)带通滤波器。带通滤波器的功能是:让有限带宽(ωL ω ωH)内的频率分量顺利通过,而让此频率范围外的其他频率分量衰减。带通滤波器有2个阻带,一般并不要求上、下两个阻带衰减特性相同,即可以不对称,不过一般对称的带通滤波器较易设计,其输出特性如图5.20(a)所示
  带通滤波器的带宽定义为
BW =ωH -ωL
  式中 ωH ,ωL——— 带通滤波器的上、下截止频率。
  带通滤波器的中心频率ωn 定义为



(4)带阻滤波器。带阻滤波器的作用是:抑制某个频率范围内的频率分量,使其衰减,而让此频带外的频率分量顺利通过,幅频特性对称的带阻滤波器因而也被称做陷波器。
  二阶带阻滤波器函数可写为

      如果ωp <ωz,则为一低通陷波函数;ωp >ωz 时,为一高通陷波函数,将这两种陷波的滤波器组合,则可构成图5.20(b)所示的四阶带阻滤波器。

  (5)全通滤波器。这是一种对幅频特性全通而对相频特性产生影响的滤波器,其目的主要是对信号进行时样控制。
本资料属于购线网gooxian.com所有,如需转载,请注明出处,更多资料查看,请前往购线网!

标签:滤波器 模拟滤波
举报
高级模式
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册
关闭

站长推荐 上一条 /9 下一条

快速回复 返回顶部 返回列表
  1. time最新主题
  2. recommend推荐主题
  3. hot热门主题
  4. post 我的帖子
-

推荐专区

技术干货集中营

专家问答

方案交易

用户帮助┃咨询与建议┃版主议事

工程师杂谈

项目|工程师创意

招聘|求职}工程师职场

论坛电子赛事

社区活动专版

发烧友活动

-

嵌入式论坛

ARM技术论坛

Android论坛

Linux论坛

单片机/MCU论坛

MSP430技术论坛

FPGA|CPLD|ASIC论坛

STM32/STM8技术论坛

NXP MCU 技术论坛

PIC单片机论坛

DSP论坛

瑞萨单片机论坛

嵌入式系统论坛

-

电源技术论坛

电源技术论坛

无线充电技术

-

硬件设计论坛

PCB设计论坛

电路设计论坛

电子元器件论坛

控制|传感

总线技术|接口技术

-

测试测量论坛

LabVIEW论坛

Matlab论坛

测试测量技术专区

仪器仪表技术专区

-

EDA设计论坛

multisim论坛

PADS技术论坛

Protel|AD|DXP论坛

Allegro论坛

proteus论坛|仿真论坛

EasyEDA-中国人自已的EDA工具

Orcad论坛

-

综合技术与应用

电机控制

智能电网

光电及显示

工程资源中心

汽车电子技术论坛

医疗电子论坛

-

开源硬件

-

无线通信论坛

无线通信技术专区

天线|RF射频|微波|雷达技术

-

IC设计论坛

芯片测试与失效分析

Mixed Signal/SOC[数模混合芯片设计]

Analog/RF IC设计

设计与制造封装测试

-

厂商专区

TI论坛

TI Deyisupport社区

-

检测技术与质量

电磁兼容(EMC)设计与整改

安规知识论坛

检测与认证

-

消费电子论坛

手机技术论坛

平板电脑/mid论坛

音视/视频/机顶盒论坛

-

电子论坛综合区

聚丰众筹官方社区

新人报道区

聚丰供应链

-

论坛服务区

-

供求信息发布

供需广告

电子展览展会专区

芯片求购|供应发布区

鸿运国际手机版