二阶低通滤波电路图「二阶低通滤波器波形图」( 二 )


对于滤波器,增益幅度不为零的频率范围叫做通频带,简称通带,增益幅度为零的频率范围叫做阻带 。例如对于LP,从-w1当w1之间,叫做LP的通带,其他频率部分叫做阻带 。通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生衰减的信号频率成分,阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分 。通带内信号所获得的增益,叫做通带增益,阻带中信号所得到的衰减,叫做阻带衰减 。在工程实际中,一般使用dB作为滤波器的幅度增益单位 。
低通滤波器
低通滤波器的基本电路特点是,只允许低于截止频率的信号通过 。
(1)一阶低通Butterworth滤波电路
下图a和b是用运算放大器设计的两种一阶Butterworth滤波电路的电路 。图a是反相输入一阶低通滤波器,实际上就是一个积分电路,其分析 *** 与一阶积分电路相同 。
基本滤波电路演示
图b是同相输入的一阶低通滤波器 。根据给定的电路图可以得到
对滤波器来说,更关心的是正弦稳态是的行为特性,利用拉氏变换与富氏变换的关系,有
下图是上式RC=2时的幅频特性和相频特性波特图 。
RC=2时一阶Butterworth低通滤波器的频率响应特性
(2)二阶低通Butterworth滤波电路
下 图是用运算放大器设计的二阶低通Butterworth滤波电路 。
二阶Butterworth低通滤波电路
直接采用频域分析 *** 得到
其中k = 1+R1/R2。令Q=1/(3-k),w0=1/RC,则可以写成
其中k相当于同相放大器的电压放大倍数,叫做滤波器的通带增益,Q叫做品质因数,w0叫做特征角频率 。
下图是二阶低通滤波器在RC=2时的波特图,其中图a是Q0.707时的效果,图b是Q=0.707时的效果,图c是Q0.707时的效果 。
(a) Q0.707
(b) Q=0.707
(c)Q0.707
二阶低通滤波器在RC=2时的波特图
从图中可以看出,当Q0.707 或Q0.707时,通带边沿处会出现比较大的不平坦现象 。因此,品质因数表明了滤波器通带的状态 。一般要求Q=0.707 。
【二阶低通滤波电路图「二阶低通滤波器波形图」】由此可以得到
这就是二阶Butterworth滤波器电压增益得计算0.707公式 。令Q=0.707,得
0.414R2 = 0.707R1
通常把更大增益倍所对应的信号频率叫做截止频率,这时滤波器具有3dB的衰减 。利用滤波器幅频特性的概念,可以得到截止频率w0 =w=1/RC,即
f =1/2pRC
高通滤波器的特点是,只允许高于截止频率的信号通过 。下图是二阶Butterworth高通滤波器电路的理想物理模型 。
直接采用频域分析 ***,并令k = 1+R1/R2,Q =1/(3-k),w0=1/RC,则可以得到二阶Butterworth高通滤波电路的传递函数为
二阶Butterworth高通滤波电路演示
高通滤波器
考虑正弦稳态条件下,s=jw,得
二阶BButterworth高通滤波器在频率响应特性与低通滤波器相似,当Q0.707或Q0.707时,通带边沿处会出现不平坦现象 。有关根据品质因数Q计算电路电阻参数R1 和R2的 *** 与二阶低通滤波器的计算相同 。
同样,利用滤波器幅频特性的概念,可以得到截止频率w0 =w=1/RC,即f =1/2pRC
5求 单电源二阶低通滤波放大电路频率的话自己计算一下就得了,低通的频率是F=1/(2*PI*R*C),
对于你这个电路,为了方便计算,一般是选择R1=R2,C1=C2,公式中R的值就是R1或者R2的值,单位是欧
C就是C1或者C2的值,单位是法,PI是圆周率,结果就是HZ了
想放大的话就像我这个电路一样就得了,如果是用双运放,也可以在后面加一个放大的电路也行,结果是一样的,但要记住一点,电路的增益不能接近3,接近3的话,电路就不稳定了,电路的增益是R4/R2+1,在这里设置为16倍,因为实际电路的增益是会比理论值要小的,再加上电容的衰减,16倍的增益应该算是合理的.
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