模电学习笔记33——有源滤波电路

教材：童诗白、华成英《模拟电子技术基础》（第五版） 高等教育出版社

视频教材：

6.3. 有源滤波电路

       滤波电路的功能：使特定频率范围内的信号通过，而阻止其它频率信号通过。

6.3.1. 滤波电路的基础知识

一、滤波电路的种类

       滤波电路种类有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器。

二、滤波器的幅频特性

①　通带：允许通过的频段

②　阻带：将信号衰减到零频段

③　过渡带：通带与阻带之间的频段

④　通带截止频率fp：通带放大倍数下降到0.707倍时的频率

⑤　通带放大倍数Aup：通带中输出电压与输入电压之比

三、无源滤波电路和有源滤波电路

（1）无源低通滤波器

①　无源滤波电路：经由无源器件组成的滤波电路。

②　无源滤波电路的通带放大倍数及其截止频率都随负载而变化，不符合对信号处理电路的要求。

（2）有源滤波电路

①　有源滤波电路：由无源器件和有源器件共同组成的滤波电路。

②　有源滤波电路的通带放大倍数及其截止频率不随负载而变化，且能放大信号。

③　有源滤波电路不适合高电压大电流的负载，只适用于信号处理。

6.3.2. 低通滤波器

一、同相输入低通滤波器

（1）一阶电路

①　一阶电路的通带放大倍数、截止频率、电压放大倍数和传递函数如图。

②　一阶电路的过渡带较宽，增加RC环节，可使过渡带变窄，下降速度增加。

（2）简单二阶电路

①　简单二阶电路的通带放大倍数、截止频率、电压放大倍数如图。

②　简单二阶电路的截止频率远离特征频率，若使特征频率附近的电压放大倍数数值增大，可使截止频率接近特征频率。引入正反馈可以增大放大倍数。 

（3）压控电压源二阶低通滤波电路

①　压控电压源二阶低通滤波电路中，只要正反馈引入得当，就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大，又不会因正反馈过强而产生自激振荡。 

②　压控电压源二阶低通滤波电路的放大倍数如图

二、反相输入低通滤波器

6.3.3. 其它滤波电路

一、高通滤波电路

       将低通滤波电路的电阻和电容互换，就可得到高通滤波电路。

二、带通滤波电路

       将低通滤波器和高通滤波器串联，就可得到带通滤波器。前者的截止频率应小于后者，则通频带为（fH - fL）。

三、带阻滤波电路

       将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器，再将二者的输出电压求和，就可得到带阻滤波器。前者的截止频率应小于后者，电路的阻带为（fH - fL）。

6.3.5. 状态变量型滤波器

（1）将比例、积分、求和等基本运算电路组合成自由设置传递函数、实现各种滤波功能的电路，称为状态变量型滤波器。

（2）运算电路与有源滤波器的比较