常用濾波電路

會(huì)計(jì)學(xué)1常用濾波電路綱要濾波器概述濾波器設(shè)計(jì)方法常用開(kāi)關(guān)電容濾波器芯片2第1頁(yè)/共32頁(yè)濾波器概述濾波器是一種通過(guò)一定頻率的信號(hào)而阻止或衰減其他頻率信號(hào)的部件。能通過(guò)的頻率構(gòu)成通帶，而被衰減的頻率則構(gòu)成濾波器的阻帶。按通帶和阻帶在頻域內(nèi)的位置，濾波器分為低通、高通、帶通、帶阻和全通等類。濾波器的兩個(gè)重要特性是：幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。3第2頁(yè)/共32頁(yè)濾波器概述按信號(hào)性質(zhì):模擬濾波器和數(shù)字濾波器按所用元件:無(wú)源濾波器和有源濾波器按電路功能:低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器按階數(shù):一階,二階…高階

4第3頁(yè)/共32頁(yè)濾波器分類低通高通帶通帶阻5第4頁(yè)/共32頁(yè)有源濾波器6第5頁(yè)/共32頁(yè)一階RC低通濾波器(無(wú)源)RCRCC7第6頁(yè)/共32頁(yè)010.7070截止頻率此電路的缺點(diǎn)：1、帶負(fù)載能力差。2、無(wú)放大作用。3、特性不理想，邊沿不陡。8第7頁(yè)/共32頁(yè)通頻帶寬度(帶寬)010.7070截止頻率帶寬:0-0

設(shè)R=10k,C為下列各值時(shí)的帶寬:Cfo1F16Hz0.047F340Hz0.01F1600Hz9第8頁(yè)/共32頁(yè)濾波器概述無(wú)源濾波器由電感、電容和電阻構(gòu)成，在一定頻率范圍內(nèi)是很適用的。然而，在低頻范圍，由于電感尺寸和性能的限制，無(wú)源濾波器是不理想的。有源濾波器是用有源器件來(lái)模擬電感特性。我們所說(shuō)的有源器件一般指運(yùn)算放大器開(kāi)關(guān)電容濾波器：通過(guò)開(kāi)關(guān)通斷來(lái)模擬特性10第9頁(yè)/共32頁(yè)濾波器設(shè)計(jì)方法理論計(jì)算方式軟件設(shè)計(jì)方式FilterSolutionsFilterWizProFilterCADFilterLabFilterPro用芯片進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)11第10頁(yè)/共32頁(yè)理論計(jì)算方式1、低通濾波器12第11頁(yè)/共32頁(yè)，AF=1+RF/R1，傳遞函數(shù)中出現(xiàn)的二次項(xiàng),故稱為二階濾波器13第12頁(yè)/共32頁(yè)14幅頻特性曲線01+RF/R10.707(1+RF/R1)0第13頁(yè)/共32頁(yè)15一階低通和二階低通幅頻特性曲線的區(qū)別0-3dbAF理想低通一階低通二階低通第14頁(yè)/共32頁(yè)理論計(jì)算方式2、高通濾波器16第15頁(yè)/共32頁(yè)17幅頻特性曲線01+RF/R10.707(1+RF/R1)0第16頁(yè)/共32頁(yè)3、帶通濾波電路和帶阻濾波電路將截止頻率為ωh的低通濾波電路和截止頻率為ωl的高通濾波電路進(jìn)行不同的組合,就可獲得帶通濾波電路和帶阻濾波電路。將一個(gè)低通濾波電路和一個(gè)高通濾波電路“串接”組成帶通濾波電路,ω＞ωh的信號(hào)被低通濾波電路濾掉,ω＜ωl的信號(hào)被高通濾波電路濾掉,只有當(dāng)ωl＜ω＜ωh時(shí)信號(hào)才能通過(guò),顯然,ωh＞ωl才能組成帶通電路。一個(gè)低通濾波電路和一個(gè)高通濾波電路“并聯(lián)”組成的帶阻濾波電路,ω＜ωh信號(hào)從低通濾波電路中通過(guò),ω＞ωl的信號(hào)從高通濾波電路通過(guò),只有ωh＜ω＜ωl的信號(hào)無(wú)法通過(guò),同樣,ωh＜ωl才能組成帶阻電路。18第17頁(yè)/共32頁(yè)19第18頁(yè)/共32頁(yè)20帶通、帶阻濾波器第19頁(yè)/共32頁(yè)21第20頁(yè)/共32頁(yè)軟件設(shè)計(jì)方式FilterSolutionsNuhertz公司出品，Nuhertz公司是濾波器設(shè)計(jì)軟件的行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。軟件設(shè)計(jì)方式，只要理解濾波器的特性，填寫參數(shù)，軟件自動(dòng)生成22第21頁(yè)/共32頁(yè)FilterType為濾波器類型的選擇，如貝塞爾，巴特沃斯，切比雪夫等等。中間為濾波器的一些設(shè)置，3order代表為3dB的帶寬，1PassBandFreq解釋為導(dǎo)通截止頻率，這里由于我們采用的是低通濾波器（左下角那），故只有一個(gè)PassBandFreq，某些濾波器如切比雪夫二還會(huì)出現(xiàn)一個(gè)叫做StopBandFreq，這個(gè)為完全截止頻率，此參量需要依據(jù)需求大于PassBandFreq即可。下面的FreqScale選擇的是頻率的形式，第一個(gè)Rad/Sec指的是角頻率，Hertz指的是赫茲的形式。至于GraphLimits為左邊按鈕下提供的一些時(shí)域，頻域響應(yīng)圖形的設(shè)置，左邊的是X軸頻率的設(shè)置，右邊既是X軸時(shí)域的設(shè)置。23第22頁(yè)/共32頁(yè)以下即為1HZ下Lowpass的巴特沃斯濾波器頻域。24第23頁(yè)/共32頁(yè)25第24頁(yè)/共32頁(yè)26設(shè)計(jì)出來(lái)后的濾波器可以在用PSPICE仿真軟件進(jìn)行仿真第25頁(yè)/共32頁(yè)開(kāi)關(guān)電容濾波器開(kāi)關(guān)電容濾波器(SwitchedCapacitorFilter)是由MOS開(kāi)關(guān)MOS電容和MOS運(yùn)算放大器構(gòu)成的一種大規(guī)模集成電路濾波器。其特點(diǎn)是:1、當(dāng)時(shí)鐘頻率一定時(shí),開(kāi)關(guān)電容濾波器的特性僅取決于電容的比值。由于采用了特種工藝,這種電容的比值精度可達(dá)0.01%,并且具有良好的溫度穩(wěn)定性；2、當(dāng)電路結(jié)構(gòu)確定之后,開(kāi)關(guān)電容濾波器的特性僅與時(shí)鐘頻率有關(guān),改變時(shí)鐘頻率即可改變其濾波器特性；3、開(kāi)關(guān)電容濾波器可直接處理模擬信號(hào),而不必像數(shù)字濾波器那樣需要A/D、D/A變換,簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì),提高了系統(tǒng)的可靠性。27第26頁(yè)/共32頁(yè)常用開(kāi)關(guān)電容濾波器芯片LMF100MAX293MAX270LTC1562LTC1064還有很多很多28第27頁(yè)/共32頁(yè)LMF10029第28頁(yè)/共32頁(yè)設(shè)計(jì)流程LMF100