有源过滤器设计

在本教程中,我们将简要了解活动过滤器设计。亚博彩票下载在上一个教程中,我已经讨论了所有类型的活动过滤器I. ..高通过,低通,频带通过和频带停止。本教程将是所有这些单个过滤器概念的摘要。

如果您想要更多有关各个活动过滤器的信息,请阅读以下帖子:“有效高通滤波器“,”有效低通滤波器“,”有源带通滤波器”和“频段停止过滤器“。

介绍

我们已经研究了使用电阻和电容器等低通,高通和带通滤波器等无源RC滤波器。这些无源滤波器的主要缺点是输出信号较小,与输入信号相比,即信号增益永远不会大于统一,以便负载阻抗影响滤波器特性。

多级无源滤波器输出信号衰减严重。控制信号损耗的最好方法是利用有源滤波器进行放大。这些滤波器在设计中使用了有源元件,如晶体管、场效应晶体管、运算放大器等。这些滤波器从电源获取外部电源,以提高输出信号。

有效低通滤波器

在要了解有效的低通滤波器之前,请通过阅读帖亚博彩票下载子来了解滤波器基础知识,被动低通滤波器和频率响应:被动低通滤波器设计

主动低通滤波器电路图
主动低通滤波器电路图

有源低通滤波器的频率响应与无源低通滤波器相同,只是输出信号的幅值不同。非反相运算放大器的电压增益为

AF = 1+(R2 / R1)

有源低通滤波器的增益为

AV = VOUT / VIN = AF / [(F / FC)²)]

在哪里

  • AF是通带增益(1+ R2 / R1)
  • F是输入信号的频率
  • FC.是截止频率

笔记:

  • 在非常低的频率下,F :AV = VOUT / VIN≅AF
  • 在截止频率,f = fc.: Av = Vout / Vin = AF/ = 0.707 AF
  • 在非常高的频率下,f > fc:AV = VOUT / VIN

有效高通滤波器

在研究有效高通滤波器之前,请阅读帖子:亚博彩票下载无源高通滤波器设计与频率响应

主动高通滤波器电路图
主动高通滤波器电路图

通过将非反相或反相运算放大器连接到被动高通RC电路,可以获得简单的有效高通滤波器。主动高通滤波器的频率响应与被动低通滤波器相同,不同之处在于通过运算放大器的增益增加了信号的大小。

由于运算放大器的开环特性,在有源高通滤波器通带中受到限制。

优化高通滤波器的增益为

AV = VOUT / VIN =(AF(f / fc)))/(√[√(1+(F / FC.)²)]

在哪里

  • AF是通带增益(1+ R2 / R1)
  • F是输入信号的频率
  • FC.是截止频率

以dB为单位的电压增益为

AV(DB)= 20次10.(输出电压/文)

-3db = 20次10.(0.707 x VOUT / VIN)

对于第一阶Active高通滤波器,频率响应曲线以20dB /十年或6dB / octave的速率增加,直到它到达截止频率点。与这里的被动滤波器相同,也可以使用公式计算截止频率

FC.= 1 /(2πrc)

在该过滤器中,输出信号的相移或相位角领导者输入信号的那个。在截止频率相位角值等于+ 45°。该值可以使用以下公式计算。

相位角Ø=棕褐色-1(1 /(2πRC))

我们还可以使用反相放大器配置设计单级主动高通滤波器。有源高通滤波器的应用也与被动高通滤波器相同。

有源带通滤波器

带通滤波器是电子系统中用于允许特定频带或特定频率范围的频率选择滤波器。此频率范围设于两个截止频率点(F我,FH)

相关帖子:被动带通滤波器设计和应用

通过将低通滤波器组合或级联具有高通滤波器的低通滤波器可以容易地设计简单的主动通带滤波器,如下所示。

主动带通滤波器电路图
主动带通滤波器电路图

低通滤波器和高通滤波器的级联连接产生了具有宽通带的低“质量因子”滤波器。电路的第一阶段(高通滤波器级)阻塞非常低频信号,低通滤波器级阻塞非常高频信号。

它产生相对平坦的通带频率响应,其中一半代表高通滤波器响应,另一半代表低通滤波器响应如下图所示。

频带通滤波器的频率响应
带通滤波器的频率响应

较高的截止频率FH和较低的截止频率FL.使用一阶低通和高通滤波器截止频率方程计算。放大器电路提供两个级之间的隔离并增加电路的总增益。

主动频段停止或频带拒绝过滤器

带阻滤波器只衰减特定频带的频率,并允许所有其他频率。这种滤波器也称为带消滤波器。这些被归类为

  1. 宽带抑制过滤器
  2. 窄带抑制过滤器(缺口滤波器)。

宽带抑制过滤器带宽非常高,与窄带滤波器相比非常高。

窄带过滤器(缺口滤波器)

有源陷波滤波器电路图
有源陷波滤波器电路图

这种滤波器通常用于衰减单频。该电路的主要部分是双T网络。它由两个T网络组成。首先T型网络由两个电容和一个电阻组成。其他的T网络由2个电阻和一个电容组成。

窄带或陷波滤波器通常用于生物医学仪器和通信中以消除不需要的频率。

留下一个回复

您的电子邮件地址不会被公开。必需的地方已做标记*