有源滤波器的本质特点

登录 · 发表于 2020-8-29 17:59

本帖最后由 xukun977 于 2020-8-29 18:05 编辑

关于有源滤波器的书很多，我估计在做的各位电脑里，至少有十几本。

研究滤波器，要**贝塞尔、切比雪夫等各种滤波器的特点，拐点频率、Q值等参数，学习滤波器，要**大量公式和图表，学起来很辛苦。

本贴只说一个最基本的问题：有源滤波器中的运放，有什么用？？或者说有源滤波器，相对于无源滤波器，有源器件所扮演的根本角色是什么？？？？

登录 · 发表于 2020-8-29 18:14

对于任意有源电路，我们只需识别出运放的放大方式----是前馈还是反馈，就能立马识别出它的作用。

如下图所示，这个放大器属于反馈，于是这个运放的作用是改变极点在S平面的位置，因为无源RC电路的极点只能在左半平面，而运放这个受控源，作用是可以随意改变极点的位置，左半平面和右半平面随便放。

来看下图中红线内的运放，明显是前馈放大，所以这个运放的作用是根据需要，调动零点的位置，左半平面和右半平面根据需要随意放。

发表于 2020-8-31 10:28

怎么随便放，说的好轻松

发表于 2020-8-31 13:16

谢谢分享

发表于 2020-9-1 09:16

本帖最后由 csdnpurple 于 2021-3-3 10:41 编辑

xukun977 发表于 2020-8-29 18:14
对于任意有源电路，我们只需识别出运放的放大方式----是前馈还是反馈，就能立马识别出它的作用。

如下图 ...

xukun977 我终于开始学习信号与系统了，必须搞定它，不管是高频还是低频。另外有源运放本质上是提供负阻。

csdnpurple · 发表于 2020-9-1 09:27

csdnpurple 发表于 2020-9-1 09:16
xukun977 终于开始学习信号与系统了，必须搞定它，不管是高频还是低频。另外电源本质上是负阻。

...

NO，电压源的本质是【广义短路】，电流源的本质是【广义开路】！

登录 · 发表于 2020-9-4 17:07

根据放大器和无源RC网络之间的接法，判断一下下图中的放大器的作用，是影响电压增益V0/Vi的零点、还是极点，抑或是同时影响零点和极点？？？

最好根据接法判断，实在不行再推导传递函数，根据传递函数来判断。

登录 · 发表于 2020-9-6 11:39

本帖最后由 xukun977 于 2020-9-6 11:49 编辑

现在通过具体例子，说明无源和有源滤波器的关键特点。

要想知道有源滤波器的特点，必须先说其原型电路--protype电路，如下图所示，这个无源RC电路的零点和极点的位置是？

简单的观察可知，这个电路的极点位于s=-1/RC-------这个是必然的，不求解电路就知道的，极点必然位于负实频率轴商。

这个电路的零点位于s1=-1/(Ro//R)C

现在关键问题来了，我想把零点移动个位置，比如移动到原点处；极点也移动个位置，比如说移动到无穷远处。
要想实现这个特点，我们必须借助于受控源----有源电路来实现。

如下图所示，如果K2=-(R0+R)，阻抗z的零点和极点位置是不是期望的？

只有一个位于原点处零点的阻抗，这个就是等效电感，实现的电路就是模拟电感电路。

登录 · 发表于 2020-9-6 11:54

本帖最后由 xukun977 于 2020-9-6 12:15 编辑

本贴基本原理，含金量是非常高的，因为原理的使用过程，就是新型滤波器的发明过程，也就是，诸如KRC之类的滤波器，原创作者设计过程的依据就是如此。
这个原理区别于普通的滤波器分析，原因是常规的有源电路分析，就是傻乎乎的推导传递函数。

理论上，只要懂点KVL\KCL\欧姆定律，所有的线性时不变电路传递函数推导，都是时间问题。
这个推导，无非就是验证一下：这个电路确实是低通滤波器、拐点频率和Q值的表达式是什么。

学习这种电路，应该抓住电路的演变规律，可以事半功倍。

这种KRC有源电路，其原型电路是两节RC低通网络，如下图中红框所示：

现在，电容C1的下端，接入的是受控源反馈，既然是反馈，目的就是改变电路的极点位置，而不影响电路的原来零点。

登录 · 发表于 2020-9-6 12:23

本帖最后由 xukun977 于 2020-9-6 12:27 编辑

基本功扎实的网友，应该一眼就能看出来，下图中的幅频特性示意图，画错了。

问题在于谐振尖峰，当Q低于5或者4（肉眼看不出来），应该是一路向左偏,如下图红线所示：

上图中Q=1和2，尖峰还发生在f/f0=1处，这个就夸张了。

登录 · 发表于 2020-9-6 18:09

本帖最后由 xukun977 于 2020-9-6 18:12 编辑

king5555 发表于 2020-9-6 17:53
上图中Q=1和2，尖峰还发生在f/f0=1处，这个就夸张了。~~~
为何不对，f/fo=1，不就是f=截止频率时的电压， ...

教科书上现成的东西，原则上，就这些知识点抬杠，毫无意义。

虽说是示意图，但是示意图必须抓住图形的特点画，而不是随便乱画。
上图虽然是手工画的，但是人家抓住了二阶系统的核心要点，图形画的非常准确。

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