常用濾波電路

會計學1常用濾波電路綱要濾波器概述濾波器設計方法常用開關電容濾波器芯片2第1頁/共32頁濾波器概述濾波器是一種通過一定頻率的信號而阻止或衰減其他頻率信號的部件。能通過的頻率構成通帶，而被衰減的頻率則構成濾波器的阻帶。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。濾波器的兩個重要特性是：幅度響應和相位響應。3第2頁/共32頁濾波器概述按信號性質:模擬濾波器和數(shù)字濾波器按所用元件:無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/共32頁濾波器分類低通高通帶通帶阻5第4頁/共32頁有源濾波器6第5頁/共32頁一階RC低通濾波器(無源)RCRCC7第6頁/共32頁010.7070截止頻率此電路的缺點：1、帶負載能力差。2、無放大作用。3、特性不理想，邊沿不陡。8第7頁/共32頁通頻帶寬度(帶寬)010.7070截止頻率帶寬:0-0

設R=10k,C為下列各值時的帶寬:Cfo1F16Hz0.047F340Hz0.01F1600Hz9第8頁/共32頁濾波器概述無源濾波器由電感、電容和電阻構成，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，無源濾波器是不理想的。有源濾波器是用有源器件來模擬電感特性。我們所說的有源器件一般指運算放大器開關電容濾波器：通過開關通斷來模擬特性10第9頁/共32頁濾波器設計方法理論計算方式軟件設計方式FilterSolutionsFilterWizProFilterCADFilterLabFilterPro用芯片進行計算設計11第10頁/共32頁理論計算方式1、低通濾波器12第11頁/共32頁，AF=1+RF/R1，傳遞函數(shù)中出現(xiàn)的二次項,故稱為二階濾波器13第12頁/共32頁14幅頻特性曲線01+RF/R10.707(1+RF/R1)0第13頁/共32頁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/共32頁理論計算方式2、高通濾波器16第15頁/共32頁17幅頻特性曲線01+RF/R10.707(1+RF/R1)0第16頁/共32頁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。將一個低通濾波電路和一個高通濾波電路“串接”組成帶通濾波電路,ω＞ωh的信號被低通濾波電路濾掉,ω＜ωl的信號被高通濾波電路濾掉,只有當ωl＜ω＜ωh時信號才能通過,顯然,ωh＞ωl才能組成帶通電路。一個低通濾波電路和一個高通濾波電路“并聯(lián)”組成的帶阻濾波電路,ω＜ωh信號從低通濾波電路中通過,ω＞ωl的信號從高通濾波電路通過,只有ωh＜ω＜ωl的信號無法通過,同樣,ωh＜ωl才能組成帶阻電路。18第17頁/共32頁19第18頁/共32頁20帶通、帶阻濾波器第19頁/共32頁21第20頁/共32頁軟件設計方式FilterSolutionsNuhertz公司出品，Nuhertz公司是濾波器設計軟件的行業(yè)領軍企業(yè)。軟件設計方式，只要理解濾波器的特性，填寫參數(shù)，軟件自動生成22第21頁/共32頁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置，3order代表為3dB的帶寬，1PassBandFreq解釋為導通截止頻率，這里由于我們采用的是低通濾波器（左下角那），故只有一個PassBandFreq，某些濾波器如切比雪夫二還會出現(xiàn)一個叫做StopBandFreq，這個為完全截止頻率，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域，頻域響應圖形的設置，左邊的是X軸頻率的設置，右邊既是X軸時域的設置。23第22頁/共32頁以下即為1HZ下Lowpass的巴特沃斯濾波器頻域。24第23頁/共32頁25第24頁/共32頁26設計出來后的濾波器可以在用PSPICE仿真軟件進行仿真第25頁/共32頁開關電容濾波器開關電容濾波器(SwitchedCapacitorFilter)是由MOS開關MOS電容和MOS運算放大器構成的一種大規(guī)模集成電路濾波器。其特點是:1、當時鐘頻率一定時,開關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0.01%,并且具有良好的溫度穩(wěn)定性；2、當電路結構確定之后,開關電容濾波器的特性僅與時鐘頻率有關,改變時鐘頻率即可改變其濾波器特性；3、開關電容濾波器可直接處理模擬信號,而不必像數(shù)字濾波器那樣需要A/D、D/A變換,簡化了電路設計,提高了系統(tǒng)的可靠性。27第26頁/共32頁常用開關電容濾波器芯片LMF100MAX293MAX270LTC1562LTC1064還有很多很多28第27頁/共32頁LMF10029第28頁/共32頁設計流程LMF100