深度揭秘——有源濾波器設計

2020-11-26 電子產品世界

　　有源濾波器是測試測量電路中經常會使用到的電路，大家也經常會看到諸哪MFB濾波器，巴特沃斯濾波器，等各種不同的說法，下面帶大家一起來認識有源濾波器。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/184783.htm

　　一.濾波器的頻率響應

　　濾波器可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等四種，由於四種濾波器可相互轉化，本文為行文方便全部以低通濾波器為例進行說明。

　　理想的低通濾波器幅頻特性曲線如下圖所示，即通帶增益恆定，過渡帶無窮小，過渡區域斜率無窮大，阻帶增益為0。但這樣理想的幅頻特性在現實當中是不存在的。因此濾波器設計的中心問題，就是要計算出一個響應曲線，按照規定的精確度逼近理想情況的濾波器，並在實驗室中製作實現。下圖實線即為這樣一條低通濾波器的實際響應曲線。

　　實際電路設計普遍被大家接受的濾波器幅頻響應特性包括以下幾種：巴特沃斯濾波器，切比雪夫濾波器，橢圓濾波器，貝塞爾濾波器等多種。

　　1.巴特沃斯濾波器

　　具有最大幅度平坦度特性，使用該濾波器可獲得儘可能平坦的通帶幅頻響應。高於截止頻率的頻帶衰減具有適中的斜率，其脈衝響應具有適當的過衝及振鈴。下圖為不同階數巴特沃斯濾波器的幅頻響應和時域響應。

　　2.切比雪夫濾波器

　　與巴特沃斯型相比，此類濾波器在通帶以外的衰減更為陡峭，但這是以犧牲通帶內的紋波為代價的。切比雪夫濾切比雪夫濾波器的截止頻率定義為響應滾降至低於紋波帶的頻點。對於偶數階濾波器而言，所有紋波均高於0 dB了益的直流響應，因此截止頻點位於0 dB 衰減處。對於奇數階濾波器來說，所有的紋波均低於0 dB了益的直流響應，截止頻率則定義為低於紋波帶最大衰減點(- ripple dB的頻點)。在極點數量一定時，增加通帶紋波可實現更陡峭截止。相對於巴特沃茲濾波器而言，切比雪夫濾波器的脈衝響應具有更大的振鈴。

　　下圖為此型濾波器的頻域與時域響應。

　　3.貝賽爾

　　也稱為湯姆遜(Thomson)型濾波器。由於其線性相位響應特性，使得此類濾波器具有最優的脈衝響應(最小化過衝及振鈴)性能。對於給定的極點數量而言，貝賽爾的幅頻響應並不如巴特沃茲平坦，-3 dB 截止頻率以外頻帶的衰減也不如巴特沃茲陡峭。儘管須採用更高階的貝賽爾濾波器來逼近給定的巴特沃茲濾波器的幅頻響應，但考慮到貝賽爾濾波器的脈衝響應保真度，增加一定的複雜性(源於附加的濾波器部件)也是物有所值的。

　　下圖此型濾波器頻域響應與時域響應。

濾波器相關文章:濾波器原理

濾波器相關文章:濾波器原理

低通濾波器相關文章:低通濾波器原理

電源濾波器相關文章:電源濾波器原理

高通濾波器相關文章:高通濾波器原理 數字濾波器相關文章:數字濾波器原理

相關焦點

  • RC有源濾波器的設計
    任何高階濾波器均可以用較低的二階RC有源濾波器級聯實現。 　　1.設計目的 　　1、學習RC有源濾波器的設計方法； 　　2、由濾波器設計指標計算電路元件參數； 　　3、設計二階RC有源濾波器（低通、高通、帶通）； 　　4、掌握有源濾波器的測試方法； 　　5、測量有源濾波器的幅頻特性 　　2.
  • 有源濾波器的特點及分類詳解
    有源濾波器的頻率範圍是由直流到500KHZ，在低頻範圍內已取代了傳統的LC濾波器。特別是在很低頻率下不可能實現LC濾波器，但有源濾波器卻能給出滿意的結果。
  • 有源濾波器實驗報告
    一、實驗目的和要求 　　1.掌握有源濾波器的分析和設計方法。 　　2.學習有源濾波器的調試、幅頻特性的測量方法。 　　3.了解濾波器的結構和參數對濾波器性能的影響。 　　4.用EDA 仿真的方法來研究濾波電路，了解元件參數對濾波效果的影響。
  • 一種高壓直流輸電用直流有源濾波器的設計和實現
    與直流側無源濾波器相比，直流有源濾波器(ADF)有許多優點，主要有：本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/174947.htm(1)在音頻範圍(300Hz~3000Hz)內，直流有源濾波器對每次諧波都具有很強的抑制效果;(2)要求抑制的等效諧波幹擾電流越小，ADF的性能價格比越高;(3)當頻率發生變化或諧振失調時，ADF
  • 一種有源濾波器中電流傳感器噪聲抑制電路設計
    給出對於有源電力濾波器電流採樣迴路的分析，分析在高頻幹擾下可能出現的幹擾現象；分析源電力濾波器對於普通併網逆變器的不同點，提出採樣迴路中低通濾波器設計的重要性和特殊性。並針對這些分析提供了一套切實可行的降低電流採樣迴路幹擾的解決方案，在實際應用中取得了明顯的效果改善。
  • 一種低噪聲寬帶低通有源濾波器的設計
    摘    要：本文介紹了將幅值為0.1V 的1MHz方波經過濾波不失真地放大為2.5 V、帶寬為30MHz信號的一種低噪聲、模擬低通有源濾波器。
  • 直流側電力有源濾波器濾除諧波幹擾的原理及方
    為了消除諧波的影響，近幾年國內外進行了電壓型和電流型有源濾波器的研究，在電網交流側進行補償。在電力電子系統中帶負載的變換器是一個諧波源，引起直流側的電流和電壓的波動，若人為地在直流側再加一個反相位的諧波源，即可控有源濾波器就可使兩者諧波相互抵消，達到諧波內補償的作用。
  • 通用阻抗變換器在有源濾波器中的應用
    而在分立元件有源濾波器的設計與實現過程中，通常要尋找大量數值不同、但精度要求十分嚴格的元件又非常困難。而採用通用阻抗變換器(GIC)由於電路中只有固定電阻和電容，利用若干個可變數值電阻即可完成電路設計，所以實現起來異常方便。下面就將其具體設計及應用方法加以詳細分析。
  • 二階有源濾波器的傳輸函數公式
    在有源濾波器的設計中，高階濾波器的傳輸函數都可以分解成一階和多個二階傳輸函數的乘積。一階傳輸函數比較簡單，二階函數分析如下。由圖5.4-47可以看出，A取值不同，曲線的形狀可以有很大不同，也就是對濾波器的濾波性能有很大影響。當A=√2時，幅頻響應有最大平坦區，是巴特沃斯濾波器；A√2時，在WO附近有凸峰；通帶內有等值波動。A值越小，阻尼越小，凸峰越明顯，通帶內幅度等值波動越大，選擇性越好。是切比雪夫濾波器。A值越大，阻尼越大，曲線變化趨於緩慢。
  • 有源濾波器相位響應:帶通響應
    圖1.歸一化的帶通濾波器幅度響應 雖然本文主要關注相位響應，但了解下濾波器幅度響應也很有用。這裡需要提醒一下。 帶通濾波器有兩種定義方式。 窄帶情況為經典定義，如上文所示。 然而，在某些情況下，如果高、低截止頻率相差很大，則帶通濾波器採用獨立的高通和低通部分進行構造。 這裡所說的相差很大是說至少相差2個倍頻程(頻率×4)。 這就是寬帶情況。 本文中，我們主要關注窄帶情況。
  • 《斬毒行動》深度揭秘電影《被光抓走的人》
    小編和小編的朋友們平日裡喜歡看電影，近日又聽到朋友說到一部叫《被光抓走的人》的電影可以投資的消息，小編又頓時來了興趣，於是來到度娘搜索《被光抓走的人》，結果又發現一大批類似揭秘的連結，其中小編又發現了王老師的身影，於是又帶著好奇心點開了連結……　　　　上面截圖來自分類
  • 有源濾波器中的相位關係
    將有源濾波器視為兩個級聯的濾波器是一個有用的方法。如圖1所示，其中一個濾波器是理想的濾波器，用於體現傳遞函數；另一個是構成濾波器的放大器。在閉環的負反饋環路中所採用的放大器可以被視為一個具有一階響應的、簡單的低通濾波器。當頻率超過某一點後，增益將隨著頻率的增長而出現滾降現象。此外，如果放大器使用反相放大結構的話，則所有頻率點上還將出現附加的180°相移。
  • 雨果揭秘③:太陽能戶外燈具品牌的深度跨境轉型
    經過lazada的泰國之行&昊宏國際的日本FBA之旅兩期揭秘後，雨果菌給大家帶來了揭秘③：太陽能生活產品品牌的深度跨境轉型，本期揭秘，雨果二姐將走到該企業的生產車間，深入與文創的各個環節負責人溝通，揭秘其轉型的幕後大戲。
  • 高壓並聯式混合型10kV電網高次諧波有源濾波裝置的主要特點和設計...
    該裝置是一種並聯式有源濾波和無源濾波相結合的混合型成套裝置。文中詳細介紹了該裝置的大容量有源濾波器的主迴路設計、功率開關器件的選用、諧波電流檢測及補償信號控制的數字模擬混合技術、濾波裝置的並聯運行仿真及實際工業運行效果等方面。
  • 深度揭秘!泰國第三代試管嬰兒優勢的技術有哪些?
    隨著醫學技術的不斷發展和提升，越來越多人知道第三代試管嬰兒技術能有效篩選出具有正常基因的胚胎並將其移植進母體，從而保障胎兒的健康。 那麼，為何泰國第三代試管嬰兒這麼受歡迎，它的第三代試管技術到底怎麼樣呢?恆健海外來為你深度揭秘。
  • 低通模擬濾波器的設計方案
    幾乎所有電子電路中都能看到有源模擬濾波器的身影。音頻系統使用濾波器進行頻帶限制和平衡。通信系統設計師使用濾波器調諧特定頻率並消除其它頻率。為了使高頻信號衰減，所有數據採集系統都在模數轉換器（ADC）前面有一個抗鋸齒（低通）濾波器，或者在數模轉換器（DAC）後面有一個抗鏡像（低通）濾波器。
  • 「小丑魚」緣何有大本領——揭秘我國最先進自主潛水器的別致設計
    新華社「大洋一號」4月20日電題：「小丑魚」緣何有大本領——揭秘我國最先進自主潛水器的別致設計新華社記者劉詩平我國最先進的自主潛水器——「潛龍三號」20日凌晨進行首次下潛，開始闖蕩深海世界。
  • 電路設計中的抗幹擾措施
    2、儘量採用抗幹擾性能強的單片機1）、降低單片機內部的電源噪聲在傳統的數字集成電路設計中，通常將電源端和地端分別布置在對稱的兩邊。例如左下角為地，左上角為電源。這使得電源噪聲穿過整個矽片。改進方法將單片機的電源和地安排在兩個相鄰的引腳上，這樣不僅降低了穿過整個矽片的電流，還便於印製板上設計電源退耦電容，以降低系統噪聲。
  • 騎行達人為你深度揭秘雅迪冠能T5
    在繁忙擁擠的城市，我們每天都要為生計奔波，日出啟程，披星而歸，不敢有絲毫耽誤，更不願半路遇到突發狀況。而每每開車出行，密不透風的擁堵總讓人抓狂，停車時又總擔心被剮蹭貼條;搭乘公交地鐵，又難以忍受在推推擠擠中站立數十分鐘的痛苦。就此來說，生活，似乎遠比想像的更難。 再難，生活也要繼續。
  • 特斯拉車標logo設計的內涵大揭秘
    本期尚唐設計小編為您揭秘特斯拉車標logo設計的內涵，帶您更深入地了解特斯拉。Tesla（特斯拉）成立於2003年，總部位於美國矽谷，是全球知名純電動汽車公司。公司的命名「Tesla」是為了紀念在電磁場領域有著多項革命性發明的物理學家尼古拉·特斯拉，而車標的logo設計就是由Tesla的首字母「T」的變形而來。但logo中的內涵不止於此，背後還另有深意，下面我們就來具體了解一下。