二階有源低通濾波器_最簡單的二階低通濾波器電路圖
2021-01-10 電子發燒友發表於 2017-07-24 15:41:26
工程信號是由不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率範圍內的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率成分通過的電路，叫做經典濾波器或濾波電路。
低通濾波器是容許低於截止頻率的信號通過，但高於截止頻率的信號不能通過的電子濾波裝置，有源低通濾波器在濾波電路中使用廣泛。
從濾波器階數可分為一階和高階，階數越高，幅頻特性越陡峭，高階濾波器通常可由一階和二階濾波器級聯而成。
二階有源濾波器的典型結構分析二階有源濾波器的典型結構如圖1所示。其中，Y1~Y5為導納，考慮到Up=UN，根據KCL可求得：
二階有源濾波器是一種信號檢測及傳遞系統中常用的基本電路，也是高階慮波器的基本組成單元。常用二階有源低通濾波器的電路型式有壓控電壓源型、無限增益多路反饋型和雙二次型。
上圖中的二階有源濾波器電路由兩節RC濾波電路和同相比例放大電路組成，在集成運放輸出到集成運放同相輸入之間引入一個負反饋，在不同的頻段，反饋的極性不相同，當信號頻率f＞＞f0時（f0 為截止頻率），電路的每級RC 電路的相移趨於-90º，兩級RC 電路的移相到-180º，電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時通過電容c 引到集成運放同相端的反饋是負反饋，反饋信號將起著削弱輸入信號的作用，使電壓放大倍數減小，所以該反饋將使二階有源低通濾波器的幅頻特性高頻端迅速衰減，只允許低頻端信號通過。其特點是輸入阻抗高，輸出阻抗低。
傳輸函數為：
上面給大家分享了兩個非常簡單的二階低通濾波電路，其實所謂的二階就是為了使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降，以改善濾波效果，再加一節RC低通濾波環節，稱為二階有源濾波電路。它比一階低通濾波器的濾波效果更好。二階LPF的電路圖如圖13.06所示，幅頻特性曲線如圖13.07所示。
與理想的二階波特圖相比，在超過以後，幅頻特性以-40 dB/dec的速率下降，比一階的下降快。但在通帶截止頻率之間幅頻特性下降的還不夠快。
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