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滤波器原理
主讲:钟洪声
滤波器基础
滤波的概念,滤波器的种类与分类,有源滤波器与无源滤波器
滤波器的频率特性、传递函数,滤波器的逼近
RC无源滤波器
RC低通滤波器,RC高通滤波器,RC带通滤波器,RC陷波器
有源滤波器
有源低通滤波器,有源高通滤波器,有源带通滤波器,有源陷波器
常见的有源滤波器拓扑
FilterProTM有源滤波器设计软件
状态变量型有源滤波器
原理与构成,集成状态变量滤波电路及其应用
开关电容滤波器
开关电容与开关电容滤波器的原理,集成开关电容滤波电路
LC滤波器设计初步
LC低通滤波器设计
经典LC滤波器:定K型,m推演型
现代LC滤波器:巴特沃兹型
LC高通滤波器与LC带通滤波器设计
在实际电子系统中,往往包含有一些不需要的信号成分,应设法
将这些不需要的信号成分衰减到足够小的程度,或者把有用的信号挑选
出来,常用的方法是使用滤波器对信号进行滤波。
滤波器是对信号的频率具有选择性的设备,其功能是使特定频率
范围内的信号顺利通过,而阻止其它频率的信号通过。
低通滤波器(LPF)高通滤波器(HPF)
带通滤波器(BPF)带阻滤波器(BEF)
滤波器分类
按信号处理的方式分类
滤波器电路实现:
以电子元件构成滤波器电路,输入信号经过该滤波器电路后,无用成
分被滤除或得到部分抑制,在电路的输出端获得去除无用成分后的有
用信号;滤波器电路也称为模拟滤波器。
数字滤波器实现:
将输入信号进行采样获得离散信号,利用一定的滤波算法,编制滤波
程序,对信号进行滤波运算,无用的成分在运算中被滤除或得到部分
抑制,从而得到有用信号成分的离散信号;若需要,还可以进一步将
滤波后的离散信号恢复成为模拟信号。
按滤波器的逼近函数分类
贝塞尔滤波器、巴特沃兹滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆函数滤波器
…
按构成滤波器的元件分类
有源滤波器、无源滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、机械滤波器、
开关电容滤波器、锁相环滤波器
…
有源滤波器与无源滤波器
滤波器电路又分为无源滤波电路和有源滤波电路
无源滤波电路
仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成
有源滤波电路
不仅由无源元件,还由有源元件(晶体管、集成运放)组成
理想滤波器
低通滤波器(LPF)高通滤波器(HPF)
带通滤波器(BPF)带阻滤波器(BEF)
理想滤波器在通带内增益为常数,阻带内信号被衰减到零,通带与阻带之间没有过
渡。这种理想的滤波器是不可能物理实现的。
实际的低通滤波器
任何实际滤波器的幅频特性在通带和阻带之间必然存在着
过渡带。过渡带愈窄,电路的选择性愈好,滤波特性愈理想。
工程上,滤波器的频率响应通常用波特图表示
一阶低通滤波器的归一化波特图
滤波电路的传递函数
实现滤波器的电路一般是由电阻、电容、电感及有源元件(晶体管、运放)等
构成的线性时不变电路,其输入和输出之间的关系可以用常系数线性微分方程表达:
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