第四章信號(hào)分離電路

1、第四章第四章 信號(hào)分離電路信號(hào)分離電路第一節(jié) 濾波器基本知識(shí)第二節(jié) RC濾波電路第三節(jié) 集成有源濾波器第四節(jié) 跟蹤濾波器4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.1 4.1.1 濾波器的功能和類型濾波器的功能和類型(1) (1) 功能功能：濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運(yùn)算處理系統(tǒng)， 具有濾除噪聲和分離各種不同信號(hào)的功能。測(cè)量信號(hào)表面輪廓形狀誤差（準(zhǔn)直流）波度（低頻）表面粗糙度（中頻）噪聲（高頻）測(cè)量精度在很大程度上由測(cè)量信號(hào)頻帶內(nèi)有用信號(hào)功率與噪聲功率之比，即信噪比決定。4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.1 4.1.1 濾波器的功能和類型濾波器的功能和類型(1)(1)類

2、型類型按處理信號(hào)形式 濾波器對(duì)不同頻率信號(hào)的選擇作用選擇作用：在通帶內(nèi)使信號(hào)受到較小衰減而通過；在阻帶內(nèi)使信號(hào)受到較大的衰減而抑制；在通帶和阻帶間的一段過渡帶使信號(hào)受到不同程度衰減。模擬濾波器：連續(xù)的模擬信號(hào)數(shù)字濾波器：離散的數(shù)字信號(hào)4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.1 4.1.1 濾波器的功能和類型濾波器的功能和類型(1)(1)類型類型按功能分低通低通：通帶從零延伸到某一規(guī)定上限頻率高通高通：通帶從某一規(guī)定下限頻率延伸到無(wú)窮大帶通帶通：通帶位于兩個(gè)有限非零的上下限頻率之間帶阻帶阻：阻帶位于兩個(gè)有限非零的上下限頻率之間 通帶和阻帶之間都具有一定范圍的過渡帶。通帶不意味著所有位于此

3、頻帶內(nèi)的信號(hào)無(wú)衰減。阻帶也不意味著信號(hào)被完全濾除，只不過其幅值得到很大程度的衰減。4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.1 4.1.1 濾波器的功能和類型濾波器的功能和類型LC無(wú)源濾波器無(wú)源濾波器RC無(wú)源無(wú)源：電阻存在能耗，頻率選擇性差由特殊元件構(gòu)成的濾波器由特殊元件構(gòu)成的濾波器RC有源濾波器：有源濾波器：引入具有能量放大作用的有源 器件，補(bǔ)償損失的能量4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.1 4.1.1 濾波器的功能和類型濾波器的功能和類型(1)(1)類型類型按電路組成分優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：頻率選擇性好，能耗小， 噪聲低缺點(diǎn)缺點(diǎn)：電感體積大，在低頻和 超低頻的品質(zhì)因數(shù)低， 不便集成

4、機(jī)械濾波器壓電陶瓷濾波器晶體濾波器聲表面波濾波器4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性（一）模擬濾波器的傳遞函數(shù)（一）模擬濾波器的傳遞函數(shù) 模擬濾波電路的特性可由傳遞函數(shù)來(lái)描述。傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)是輸出與輸入信號(hào)電壓或電流拉氏變換之比。1o11001i1100( )( )( )mkmmkmmknnnlnnllb sUsb sbsbsbH sU sa sasa saa snm s = s = j j 為為拉氏變量拉氏變量，分子分母中的各系數(shù)al和bk是由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)值決定的實(shí)常數(shù)。n n為網(wǎng)絡(luò)階數(shù)為網(wǎng)絡(luò)階數(shù)。4

5、.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性（一）模擬濾波器的傳遞函數(shù)（一）模擬濾波器的傳遞函數(shù) 傳遞函數(shù)的形式和參數(shù)由電路結(jié)構(gòu)確定。任意個(gè)互相隔離的線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)后，總的傳遞函數(shù)等于各網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的乘總的傳遞函數(shù)等于各網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的乘積積。任何復(fù)雜的濾波網(wǎng)絡(luò)，可由若干簡(jiǎn)單的一階與二階濾波電路級(jí)聯(lián)構(gòu)成。oo112ii1( )( )( )( )( )( )( )( )( )UsUsUsH sHsHsUsUsUs4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率

6、特性（二）模擬濾波器的頻率特性（二）模擬濾波器的頻率特性 模擬濾波器的傳遞函數(shù)H(s)表達(dá)了濾波器的輸入與輸出間的傳遞關(guān)系。若濾波器的輸入信號(hào)Ui是角頻率為的單位信號(hào)，濾波器的輸出Uo(j)=H(j)表達(dá)了在單位信號(hào)輸入情況下的輸出信號(hào)隨頻率變化的關(guān)系，稱為濾波器的頻率特性頻率特性。 頻率特性 是一個(gè)復(fù)函數(shù)，其幅值 稱為幅頻特幅頻特性性。其幅角 表示輸出信號(hào)的相位相對(duì)于輸入信號(hào)相位的變化，稱為相頻特性相頻特性。 (j )H( )A( ) ( )(j )AH( )arctan(j )H 4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)

7、與頻率特性（三）濾波器的主要特性指標(biāo)（三）濾波器的主要特性指標(biāo): :特征頻率特征頻率轉(zhuǎn)折頻率轉(zhuǎn)折頻率：fc=c/(2)為信號(hào)功率衰減到1/2(約3dB)時(shí)的頻率， 在很多情況下，常以fc作為通帶或阻帶截頻。通帶截頻通帶截頻：fp=p /(2)為通帶與過渡帶邊界點(diǎn)的頻率，在該 點(diǎn)信號(hào)增益下降到一個(gè)人為規(guī)定的下限。4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性（三）濾波器的主要特性指標(biāo)（三）濾波器的主要特性指標(biāo): :特征頻率特征頻率 阻帶截頻阻帶截頻： fr=r /(2)為阻帶與過渡帶邊界點(diǎn)的頻率，在該 點(diǎn)信號(hào)衰耗(增益倒數(shù)

8、)下降到人為規(guī)定的下限。 固有頻率固有頻率: : f0=0 /(2)為電路沒有損耗時(shí)，濾波器的諧振頻 率，復(fù)雜電路往往有多個(gè)固有頻率。4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性（三）濾波器的主要特性指標(biāo)（三）濾波器的主要特性指標(biāo): :增益與衰耗增益與衰耗濾波器在通帶內(nèi)的增益并非常數(shù)。a) 對(duì)低通濾波器通帶增益Kp一般指=0時(shí)的增益； 高通指時(shí)的增益；帶通則指中心頻率處的增益。b) 對(duì)帶阻濾波器，應(yīng)給出阻帶衰耗，其定義為增益的倒數(shù)。c) 通帶增益變化量Kp指通帶內(nèi)各點(diǎn)增益的最大變化量，如 果Kp以dB為單位，則指增益d

9、B值的變化量。4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性（三）濾波器的主要特性指標(biāo)（三）濾波器的主要特性指標(biāo): :阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)阻尼系數(shù)阻尼系數(shù)：表征濾波器中能量衰耗的一項(xiàng)指標(biāo)。阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q Q，是評(píng)價(jià)帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個(gè)重要指標(biāo) 式中 為帶通或帶阻濾波器的3dB帶寬， 為中心頻率，在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。01Q04.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性（三）濾波器的

10、主要特性指標(biāo)（三）濾波器的主要特性指標(biāo): :靈敏度靈敏度 濾波電路由許多元件構(gòu)成，每個(gè)元件參數(shù)值的變化都會(huì)影響濾波器的性能。濾波器某一性能指標(biāo)y對(duì)某一元件參數(shù)x變化的靈敏度記作 ，定義為： 該靈敏度與測(cè)量?jī)x器或電路系統(tǒng)靈敏度不是一個(gè)概念，該靈敏度越小，標(biāo)志著電路容錯(cuò)能力越強(qiáng)，穩(wěn)定性也越高靈敏度越小，標(biāo)志著電路容錯(cuò)能力越強(qiáng)，穩(wěn)定性也越高。yxSddyxy ySx x4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.24.1.2模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性（三）濾波器的主要特性指標(biāo)（三）濾波器的主要特性指標(biāo): :群時(shí)延函數(shù)群時(shí)延函數(shù) 當(dāng)濾波器幅頻特性滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，為

11、保證輸出信號(hào)失真度不超過允許范圍，對(duì)其相頻特性 也應(yīng)提出一定要求。在濾波器設(shè)計(jì)中，常用群時(shí)延函數(shù) 評(píng)價(jià)信號(hào)經(jīng)濾波后相位保真性能。群時(shí)延函數(shù)越接近常數(shù)，信號(hào)相位失真越小。 ( ) d ( )( )d 4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.3 4.1.3 基本濾波器基本濾波器（一）一階濾波器（一）一階濾波器 一階濾波電路只能構(gòu)成低通和高通濾波器，而不能構(gòu)成帶通和帶阻濾波器。其傳遞函數(shù)為p00( )KH ssp0( )K sH ssjs低通低通高通高通4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.3 4.1.3 基本濾波器基本濾波器（二）二階低通濾波器（二）二階低通濾波器 二階低通濾波器

12、的傳遞函數(shù)的一般形式為00a10/a固有頻率： 通帶增益： Kp=b0/a0阻尼系數(shù)：4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.3 4.1.3 基本濾波器基本濾波器（二）二階低通濾波器（二）二階低通濾波器幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性較大時(shí)，過渡帶非常平緩下降，頻率選擇性變差。4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.3 4.1.3 基本濾波器基本濾波器（三）二階高通濾波器（三）二階高通濾波器幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性2p2200( )K sH sss高頻部分與低頻=0部分互換了位置4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.3 4.1.3 基本濾波器基本濾波器（四）二

13、階帶通濾波器（四）二階帶通濾波器幅頻特性幅頻特性p0222200(/)( )()(/)KQAQ 當(dāng)= 0或當(dāng)時(shí)，A()=0；當(dāng)=0時(shí)，A()= Kp，達(dá)到極大值，具有帶通特性。相頻特性4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.3 4.1.3 基本濾波器基本濾波器（四）二階帶通濾波器（四）二階帶通濾波器 在轉(zhuǎn)折頻率fc=c/(2)處，通帶增益下降3dB,也就是說(shuō)=c時(shí)，A()= Kp/20Qp0222200(/)( )()(/)KQAQ 4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.3 4.1.3 基本濾波器基本濾波器（五）二階帶阻濾波器（五）二階帶阻濾波器幅頻特性幅頻特性相頻特性4.1

14、 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.4 4.1.4 濾波器特性的逼近濾波器特性的逼近 理想理想濾波器要求幅頻特性A()在通帶內(nèi)為一常數(shù)，在阻帶內(nèi)為零，沒有過渡帶，還要求群延時(shí)函數(shù)()在通帶內(nèi)為一常量，這在物理上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)踐中往往選擇適當(dāng)逼近方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)理想濾波器的最佳逼近。測(cè)控系統(tǒng)中常用的三種逼近方法為： (一)巴特沃斯逼近 (二)切比雪夫逼近 (三)貝賽爾逼近4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.4 4.1.4 濾波器特性的逼近濾波器特性的逼近（一）巴特沃斯逼近：（一）巴特沃斯逼近：保持幅頻特性單調(diào)變化的前提下，通帶內(nèi)最為平坦 。N：網(wǎng)絡(luò)階數(shù)幅頻特性幅頻特性隨n增加逐

15、漸向理想矩形逼近相頻特性相頻特性隨n增加線性度變差4.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.4 4.1.4 濾波器特性的逼近濾波器特性的逼近（二）切比雪夫逼近：（二）切比雪夫逼近：允許通帶增益Kp有一定的波動(dòng)量Kp，故在電路階數(shù)一定的條件下，可使其過渡帶更陡峭，幅頻特性更接近矩形，但是其相頻特性也變得更差。 p22p( )1c (/)nKA 幅頻特性幅頻特性11010/pK通帶增益波紋系數(shù)：p：通帶內(nèi)允許的波動(dòng)幅度在通帶內(nèi)p有n/2 個(gè)等幅波動(dòng)，通帶增益在1到 之間變化。允許的波動(dòng)幅度越大，其過渡帶越陡峭，但Kp所產(chǎn)生的幅度失真也越大，同時(shí)相頻特性也隨之變差。在通帶外p,基本以指數(shù)規(guī)律衰

16、減。 21/ 14.1 濾波器的基本濾波器的基本知識(shí)知識(shí)4.1.4 4.1.4 濾波器特性的逼近濾波器特性的逼近（三）貝賽爾逼近：（三）貝賽爾逼近：主要側(cè)重于相頻特性相頻特性，其基本原則是使通帶內(nèi)相頻特性線性度最高，群時(shí)延函數(shù)()最接近于常量，從而使相頻特性引起的相位失真最小。對(duì)于常用的二階低通濾波器，取 能滿足這一要求。31-貝賽爾濾波器 2-巴特沃斯濾波器 3-切比雪夫?yàn)V波器（波動(dòng)0.5dB ） 4-切比雪夫?yàn)V波器（波動(dòng)2dB ） 4.2 RC濾波電路濾波電路 一般測(cè)控系統(tǒng)中，RC濾波器特別是由各種形式一階與二階有源電路構(gòu)成的濾波器應(yīng)用最為廣泛。它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，也易于集成化。4.2

17、.1 4.2.1 一階濾波電路：一階濾波電路：只有低通和高通濾波器，性能較差。 RC10P1K 轉(zhuǎn)折頻率：轉(zhuǎn)折頻率：電路增益：電路增益：4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.1 4.2.1 一階濾波電路：一階濾波電路：一階有源濾波電路a)低通濾波電路b)高通濾波電路RC10P1K 轉(zhuǎn)折頻率轉(zhuǎn)折頻率電路增益：電路增益：4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.2 4.2.2 壓控電壓源型濾波電路壓控電壓源型濾波電路壓控電壓源壓控電壓源f1 2123451f342( )()(1)K YYH sYYYY YYK YY YY1Y5：為所在位置元件的復(fù)導(dǎo)納， Y1Y5選用適當(dāng)R、C可構(gòu)成低通、高通、帶通三種二階

18、有源濾波電路。4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.2 4.2.2 壓控電壓源型濾波電路壓控電壓源型濾波電路( (一）低通濾波電路一）低通濾波電路a)低通濾波電路2p02200( )KH sssRRKK0fp1012121R R C CR R2 2、C C2 2構(gòu)成低通，構(gòu)成低通， R R1 1、C C1 1構(gòu)成積分環(huán)節(jié)，起低通作用構(gòu)成積分環(huán)節(jié)，起低通作用4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.2 4.2.2 壓控電壓源型濾波電路壓控電壓源型濾波電路( (二）高通濾波電路二）高通濾波電路b)高通濾波電路2p2200( )K sH sssRRKK0fp1012121R R C CC C2 2、R R2

19、 2構(gòu)成高通，構(gòu)成高通， C C1 1、R R1 1構(gòu)成微分環(huán)節(jié)，起高通作用。構(gòu)成微分環(huán)節(jié)，起高通作用。4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.2 4.2.2 壓控電壓源型濾波電路壓控電壓源型濾波電路( (三）帶通濾波電路三）帶通濾波電路R1、C1構(gòu)成低通構(gòu)成低通， R3、C2構(gòu)成高通構(gòu)成高通。c)帶通濾波電路p02200(/)( )(/)KQ sH ssQ s1111pff2321(1)(1)CRRKKKCRR21321210CCRRRRR 4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.2 4.2.2 壓控電壓源型濾波電路壓控電壓源型濾波電路( (四）帶阻濾波電路四）帶阻濾波電路d)帶阻濾波電路22p02

20、200()( )(/)KsH ssQ sRRKKffp10121C R R取R3= R1/R2 =2R, C3=C1/C2 =2C 4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.3 4.2.3 無(wú)限增益多路反饋型濾波電路無(wú)限增益多路反饋型濾波電路 不存在正反饋，因而總是穩(wěn)定的。其不足之處在于這種電路對(duì)運(yùn)算放大器理想程度要求比較高，調(diào)整也不方便。1 21234523( )()YYH sYYYY YY Y 輸出通過多個(gè)途徑反饋。器件工作在放大器狀態(tài)，而非跟隨器狀態(tài)4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.3 4.2.3 無(wú)限增益多路反饋型濾波電路無(wú)限增益多路反饋型濾波電路（一）低通濾波電路（一）低通濾波電路a)低

21、通濾波電路R1R1、C1C1構(gòu)成低通，構(gòu)成低通， R2R2、C2C2構(gòu)成積分環(huán)節(jié)，起低通作用。構(gòu)成積分環(huán)節(jié)，起低通作用。2p02200( )KH sss13pRRK023121R R C C4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.3 4.2.3 無(wú)限增益多路反饋型濾波電路無(wú)限增益多路反饋型濾波電路（二）高通濾波電路（二）高通濾波電路b)高通濾波電路C1C1、R1R1構(gòu)成高通，構(gòu)成高通， C2C2、R2R2構(gòu)成高通，構(gòu)成高通， C1 C1 、 C3C3構(gòu)成放大環(huán)節(jié)。構(gòu)成放大環(huán)節(jié)。2p2200( )K sH sss1p3CKC 012231R R C C4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.3 4.2.

22、3 無(wú)限增益多路反饋型濾波電路無(wú)限增益多路反饋型濾波電路（三）帶通濾波電路（三）帶通濾波電路c)帶通濾波電路R1R1、C2C2構(gòu)成低通，構(gòu)成低通， C1 C1 、 R3R3構(gòu)成高通構(gòu)成高通。p02200(/)( )(/)KQ sH ssQ s)(21113pCCRCRK01212312RRR R R C C4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.5 4.2.5 有源濾波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)（1 1）確定傳遞函數(shù)）確定傳遞函數(shù) 低通、高通、帶通、帶阻 特征頻率：固有頻率、轉(zhuǎn)折頻率、截止頻率 巴特沃斯、切比雪夫、貝賽爾逼近（2 2）選擇電路結(jié)構(gòu)）選擇電路結(jié)構(gòu) 壓控電壓源、無(wú)限增益多路反饋、雙二階環(huán)（3

23、 3）選擇有源器件）選擇有源器件（4 4）計(jì)算無(wú)源元件參數(shù)）計(jì)算無(wú)源元件參數(shù)4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.5 4.2.5 有源濾波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)（1 1）確定傳遞函數(shù)）確定傳遞函數(shù) 一般測(cè)控系統(tǒng)中對(duì)個(gè)別相位失真非常敏感的電路才會(huì)采用貝賽爾逼近，大多數(shù)情況下采用巴特沃斯逼近與切比雪夫逼近。 切比雪夫逼近過渡帶最為陡峭，但相位失真最為嚴(yán)重，對(duì)元件準(zhǔn)確度要求也高。4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.5 4.2.5 有源濾波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)（2 2）選擇電路結(jié)構(gòu)）選擇電路結(jié)構(gòu)壓控電壓源壓控電壓源：無(wú)限增益多路反饋無(wú)限增益多路反饋：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：使用元件數(shù)目少，對(duì)有源器件特性理想 程度要求低

24、，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，一 般場(chǎng)合應(yīng)用性能優(yōu)良，應(yīng)用普遍。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：利用正反饋，容易導(dǎo)致電路自激振蕩。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：元件數(shù)目少，無(wú)正反饋，穩(wěn)定性高。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：對(duì)有源器件特性理想程度要求高， 不允許Q值過高，一般不超過10。4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.5 4.2.5 有源濾波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)（2 2）選擇電路結(jié)構(gòu)）選擇電路結(jié)構(gòu) 電路結(jié)構(gòu)類型的選擇與特性要求密切相關(guān)： 特性要求高的電路應(yīng)選擇靈敏度較低的電路結(jié)構(gòu)。特性要求高的電路應(yīng)選擇靈敏度較低的電路結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)實(shí)際電路時(shí)應(yīng)特別注意電路的品質(zhì)因數(shù)Q，Q值過高難 以保證電路穩(wěn)定。 從電路布局考慮，多級(jí)級(jí)聯(lián)應(yīng)將高從電路布局考慮，多級(jí)級(jí)聯(lián)應(yīng)將高Q

25、Q值級(jí)安排在前級(jí)。值級(jí)安排在前級(jí)。4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.5 4.2.5 有源濾波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)（3 3）有源器件的選擇）有源器件的選擇運(yùn)算放大器做有源器件時(shí)應(yīng)考慮以下兩方面：（1）器件特性不理想，將會(huì)改變傳遞函數(shù)性質(zhì)，會(huì)限制有用 信號(hào)頻率上限，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該首先按照信號(hào)帶寬帶寬范圍，選 擇具有足夠單位增益帶寬的器件（2）有源器件不可避免會(huì)引入噪聲噪聲，降低信噪比，從而限制 有用信號(hào)幅值下限。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該按照信號(hào)幅值范圍要求 和信噪比要求，選擇噪聲足夠低的器件。目前，受有源器件自身帶寬限制，有源濾波器只能應(yīng)用于較低頻率范圍。4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.5 4.2.5 有源濾

26、波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)（4 4）計(jì)算無(wú)源元件參數(shù)）計(jì)算無(wú)源元件參數(shù) 圖表法圖表法：由圖決定電路結(jié)構(gòu)， 由表決定元件值。以無(wú)限增益多路反饋二階巴特沃斯低通濾波器為例 a a）在給定的）在給定的fcfc下，由表下，由表4-24-2選擇電容選擇電容C1C1fc / Hz100kC1/F100.1 0.10.010.010.001（1000100）10-6（10010）10-6表表4-2 二階有源濾波器設(shè)計(jì)電容選擇用表二階有源濾波器設(shè)計(jì)電容選擇用表4.2 RC濾波電路濾波電路4.2.5 4.2.5 有源濾波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)（4 4）計(jì)算無(wú)源元件參數(shù)）計(jì)算無(wú)源元件參數(shù)b）根據(jù)C1的實(shí)際值，計(jì)算電阻換標(biāo)系數(shù)電阻換標(biāo)系數(shù)K K; K=100/(fcC1) c) 由表4-3確定C2及歸一化電阻值ri，算出 Ri=Kri 。表表4-3 二階無(wú)限增