滤波选频

1万 · 2015-8-30 19:46

本帖最后由 captzs 于 2015-9-2 20:26 编辑

为了简单，本贴分析采用图示法，仅仅分析峰点与0点。

滤波选频

1)，中心频率选在转折频率点

如左图，中心频率fc带通滤波输出幅度接近E，滚降幅度0.3E；如果

取在转折频率的重叠处(右图)，输出虽然0.7E，但是10倍频滚降可大于

0.6E，幅频特性优于前者。高通属于微分，输出峰值uo=RC*E/t，斜率
E/t=SR=2pifcuo，代入整理得RC=1/2pifc，则高低通时间常数计算式一样

1万 · 2015-8-30 19:48

本帖最后由 captzs 于 2015-8-30 22:32 编辑

2)，滤波输出不位移

如图，高低通单独滤波电路输出波形峰点对称落在升降沿的0.7E处。

组成带通滤波，高通导前和低通滞后的相位差一样，输出波形就没有位移，

幅度衰减1/^2两次为0.5E。非fc正弦波输出波形位移，倍频输出0.4E。

例如fc=50KHz，即RC＝1/2pifc=3.18us，取C=1nf，R=3.18K仿真。

1万 · 2015-8-30 19:49

本帖最后由 captzs 于 2015-8-30 22:34 编辑

3)，放大兼阶隔离的运放等效低通电路

用合适的单位增益带宽GB的运放块，等效上述低通电路组合带通滤波电路。按照G=GBW/fc=(1+R/Re)关系式计算电阻；Ro消除输出失调电压，兼高通时间常数电阻。输出幅度uo=0.5G*E。

设fc=50KHz，LM324运放GBW=1e+6Hz，G=1e+6/50=20，取Re=1K，R=19K；RC=1/6.28*50e+3=3.18us，Ro=43K，C=0.074nf。

1万 · 2015-9-2 20:23

4)，用电容C替换上述电路的Re

电路参数计算，按照GBW/fc=G=1+R/Xc，Xc=1/2pifcC计算电容，输入信号被Ra/Rb=G-1分压。调节R，使U-波与E波正交(如图)，运放+-端的电位不等，不能按照线性虚短的分析法推算电路增益，G仅用于计算带宽积GBW= GB*G。

设运放开环增益Ao=G，当频率fc正弦波的峰值分压为E/G在运放+端输入时，-端为0，则信号被放大Ao=G倍在uo输出幅度E；再经R/Xc分压为E/G反馈到-端放大Ao倍在uo端输出-E，如此反复，输出与输入波形就等幅同相，电路增益A=Ao/G=1。

1万 · 2015-9-2 20:24

4-1)，幅频特性

如上述，频率等于中心频率fc的正弦波滤波输出uo=E。而非fc频率的正弦波输出反馈的U-波(绿线或紫线)与E波不正交，当U-=0时，对应+端正弦波的a或b点的电压都小于E，则uo<E，幅度被衰减，电路有带通滤波功能。

1万 · 2015-9-2 20:25

4-2)，当电路增益2<Ao/G<6.8时，滤波输出波形滞后1个周期与输入波形重叠(如左图黑线，峰峰值识别位移)；当Ao/G>6.8，则滞后2个周期重叠(如右图绿线)。电路增益A与Ao/G不成线性关系，如下摘录。

为了保持调幅波的调制深度，选择运放带宽积参数GBW/fc<10；而较大的压摆率，则输出幅度较大时不会产生线性失真。

1万 · 2015-9-5 17:34

4-3)，矩形波还原基波与转换三角形波

上述滤波选频电路的带宽fc等于矩形波的重复频率F时，就可以还原矩形波基波，如图黑线。R是失谐率调0。

滤波输出曲线斜率也是正弦波斜率E/RC=2piFVp，同频三角波的斜率是2piF，如果时间常数RC增大pi倍，则电路输出曲线就是三角波斜率，矩形波通过时，前后沿就按照三角波斜率升降而转换为三角形波，如绿线。为了得到线性较好的三角形波，RC大于10倍，以下电路是C增大10倍，而且并联1K电阻，使输出幅度稳定。Ra/Rb调节输出幅度，Ro消除输出失调电压，也可以调节三角形波中轴的升降。

1万 · 2015-9-11 17:10

5），反相滤波

按照G=GBW/fc关系式设定GB=fc的电路带宽；指定C电容值，按照G=1+R/Xc计算电阻R。输入信号幅度由Ra/Rb=G-1分压。搭建正弦波反相带通滤波电路，输出与输入波形幅度绝对值相等，调节R改变输出波形的初相，使输出与输入波形相位差180度。

例如LT1179运放GBW=85000Hz，正弦波fc=500Hz，则G=170，设电容C=3uf，Xc=0.1K，则R=16.9K，Ra/Rb=16.9/0.1K。仿真如下。

1万 · 2015-9-11 17:12

5-1），陷波

上述fc正弦波反相滤波输出uo经电阻Rv与E波以1:1比例叠减在u端输出，调节R使输出与输入反相；调节Ra使u端输出最小，反复调节使u=0。波形图的直流分量是Vos。这样不用多阶就可以实现陷波功能，而且要通过的信号不经运放块，不受其参数的影响。

滤波选频

相关下载

相关帖子

技术奇才奖章

湍急之河流

七世轮回

精华达人奖章