二阶滤波器的标准传递函数零极点分布以及幅频特性示意图学习教案

1、会计学1二阶滤波器的标准二阶滤波器的标准(biozhn)传递函数零极传递函数零极点分布以及幅频特性示意图点分布以及幅频特性示意图第一页，共26页。第1页/共25页第二页，共26页。运放(yn fn)作为有限增益放大器的有源滤波器电路KY4Y3Y2Y1uiRf1Rf2uo(a)(b)KY4Y3Y2Y1uiuoCB第2页/共25页第三页，共26页。R122222222131)(oooufsQsKCRsRCKsCRKsA(429) 与表41中的标准表达式比较，该传递函数有两个(lin )共轭复根(极点)而没有零点，可见是一个二阶低通滤波器。其中： KQRRKRCffo31,1,112第3页/共25页

2、第四页，共26页。第4页/共25页第五页，共26页。4.3.1 一阶高通滤波电路(dinl)(HPF)电路(dinl)可由一阶LPF互换R C得到传递函数为:uou+uI令s=j有式中高通截止频率-3+20dB/十倍频第5页/共25页第六页，共26页。4.3.2 二阶压控电压(diny)源高通滤波电路uo频率特性:u+式中:要求(yoqi):Aup3其幅频特性曲线(qxin)如图:第6页/共25页第七页，共26页。运放作为(zuwi)无限增益放大器的多重反馈有源滤波器ARpY1uiY3Y5Y4Y2uo CB多重反馈(fnku)有源滤波器第7页/共25页第八页，共26页。4.3.3 带通滤波电路

3、(dinl)BPFBPF作用是使某频段内的有用信号通过(tnggu)，而高于或低于此频段的信号将被衰减。可以(ky)用LPF和HPF串联组成其构成思路如图所示：注意：低通截止频率fH大于高通截止频率fLLPFfHHPFfLfHfLf0通带第8页/共25页第九页，共26页。二阶压控电压(diny)源BPF电路(dinl)如图：LPHHPF频率特性为：uouI等效(dn xio)品质因数Q等于同相比例放大电路的放大倍数Aup是通带电压放大倍数，有中心频率BW从特性曲线看到，Q值越大，带宽BW越窄。第9页/共25页第十页，共26页。55443322111,11RYsCYsCYRYRY，若令 则该电路

4、(dinl)为带通滤波器，如图325(a)所示。令C3=C4=C，其传递函数为52122152121)(RRRCRRsCRssCRsAuf(432) 与表31中带通滤波器的标准(biozhn)传递函数200200)()(sQssQAsA(433) 第10页/共25页第十一页，共26页。比较(bjio)，得中心角频率 CRQBWRRCRCRARRCRRRC501551025021502221)(11)11(11(434)(435) (436) - 3 d B 带 宽(di kun)中心频率(pnl)增益 取R2R1,有 第11页/共25页第十二页，共26页。n画出幅频特性如图425(b)所示。调

5、节R2,使中心频率变化，但带宽不变，增益(zngy)也不变。这是该电路的特点，也是优点，如图425(c)所示。 图425带通滤波器 AuiuoRpC3R1(a)R5C4R2第12页/共25页第十三页，共26页。| A(j) |0A(0)0BW0.707A(0)0Q(b)| A(j) |001R20203(c) 图425 带通滤波器(a)电路(dinl)；(b)幅频特性；(c)调节R2,幅频特性移动第13页/共25页第十四页，共26页。4.3.4 带阻滤波(lb)电路(BEF)作用是阻止某一频段内的信号(xnho)通过, 达到抗干扰的目的，又名陷波器。电路由低通和高通滤波电路并联(bnglin)

6、而成，其思路是：低通高通fHfLf0阻带双T带阻滤波电路如图：LPFHPF频率特性为:uoui式中为中心频率特性曲线是:BW由图可知,Q值越大, 阻带宽度越窄第14页/共25页第十五页，共26页。n二、用带通和相加器组成带阻滤二、用带通和相加器组成带阻滤波器波器n用带通和相加器组成的带阻滤用带通和相加器组成的带阻滤波器其框图波器其框图(kungt)如图如图427所所示。示。 n 例如，采用图例如，采用图425(a)的带通滤的带通滤波器和相加器组合便构成带阻滤波器和相加器组合便构成带阻滤波器。因为波器。因为 221)(oooufsQssQAsA(338) 第15页/共25页第十六页，共26页。B

7、PFuo图427 用带通滤波器和相加器组成(z chn)带阻滤波器 第16页/共25页第十七页，共26页。只要(zhyo)令A=-1(即令图425(a)中的R5=2R1)，则2002202200201)(sQsssQssQsAuf(439) 第17页/共25页第十八页，共26页。uiA2C4C3R5R1RRuoRfA(0)1200k0.22400kA10.221k10k10k10kR2图428 50Hz陷波器电路(dinl)第18页/共25页第十九页，共26页。1 V/50 Hz/0 Deg1 V/1.5 Hz/0 DegR/1k/ 51%12V74110k10k12V10k741400k0.

8、220.22200k图429 50Hz陷波器的幅频特性及输入输出波形(b xn)第19页/共25页第二十页，共26页。RCjjACsRCsRsAufufarctan2)(1)(11)(11(440) (441a)(441b) uoRRuiR1C 图430一阶全通滤波器(移相器)电路(dinl)第20页/共25页第二十一页，共26页。 9001( )A ( )1/ R1C0图431一阶移相器的幅频特性及相频特性第21页/共25页第二十二页，共26页。UiS0Uo11/QUHPUBPA1S0Uo2Uo3ULP(高通输出)(带通输出)(低通输出)图432 状态变量滤波器的信号流图表示法第22页/共25页第二十三页，共26页。4.4 开关电容滤波(lb)电路(SCF)电路MOS管和小电容(dinrng)组成，工作原理是q1=C1u1q2=C1u2电容C1的传输平均(pngjn)电流为:TC电路等效于:由此可见，开关电容滤波电路频率特性的特征频率仅与时钟频率和电容比值有关。第23页/共25页第二十四页，共26页。第24页/共25页第二十五页，共26页。NoImage内容(nirng)总结会计学。给Y1Y4赋予(fy)不同的阻容元件，则可构成不同的滤波器。Y2=Y4=sC,如图423所示，则传递函数。BPF作用是使某频段内的有用信号通过，而