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有源滤波器的设计与计算

作者:利来w66 发布时间:2021-02-09 16:03 点击:

  根据技术指标要求,求出可以物理实现的转移函数(通常可由现成的有源滤波器资料和手册中查得),并将它分解为低阶函数(主要是二阶函数)之积,将这些低阶函数分别用有源电路实现后再级联起来,就实现了原转移函数。实现低阶函数的电路通称为基本节,目前已有许多典型的二阶基本节电路供设计者选用。按基本节中使用放大器的数目可分为单放大器电路、双放大器电路、三放大器电路、四放大器电路,图1给出了几个基本节示例。级联法设计过程比较简单,电路特性调整容易,所实现的电路比较经济,是常用的方法。

  先设计出能满足技术指标要求的LC滤波器器作为设计原型,再用有源电路去模拟实现。这种方法又可分为元件模拟法和功能模拟法两类,并且多以双端终接电阻的LC梯型滤波器为原型。通常,模拟法比级联法需用更多元件。

  根据对滤波器特性的要求,设计某种类型的n阶传递函数,可将n阶传递函数分解为几个低阶(如一阶、二阶或三阶)传递函数乘积的形式。

  在设计低通、高通、带通、带阻滤波器时,通常采用频率归一化的方法,先设计低通原形传递函数。若要求设计低通滤波器时,可将低通原形传递函数变换为低通目标传递函数:若要求设计高通滤波器时,可将低通原型传递的数变换为高通目标传递函数;若要求设计带通滤波器时,可将低通原型传递函数变换为带通目标传递函数;若要求设计带阻滤波器时,可将低通原型传递的数变换为带阻目标传递函数。

  按各个低阶传递函数的设计要求,设计和计算有源滤波器电路的基本节。先选择好电路形式,再根据所设计的传递函数,设计和计算相应的元件参数值。根据设计要求,对各电路元件提出具体的要求。

  先设计和装配好各个低阶虑波器电路,再将各个低阶电路级联起来,组成整个滤波器电路。再对整个滤波器电路进行相应的调整和性能测试,并检验设计结果。

  设计一低通滤波电路,要求其截止频率F0为10千赫兹,Q=0.707,通带增益H=10,f远远大于fo处的衰减速率不低于40dB/10频程,截止频率和增益等的误差要求在士10%以内。

  电容C的大小一般不超过1uF, 电阻R取值为kQ数量级。表1给出截止频率fo与电容值的选择参考对照表。

  (1)选取C2,设电容C2的取值为1纳法,得出C1、R1、R2、R3的值。

  3、如果有灵敏度的要求,再进一步根据灵敏度对元件参数值的误差和稳定性提出限制。

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