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有源滤波器设计方法

2021-07-13

设计方法

有源滤波器的设计方法,大致可归结为级联法和模拟法两大类。

级联法

根据技术指标要求,求出可以物理实现的转移函数(通常可由现成的有源滤波器资料和手册中查得),并将它分解为低阶函数(主要是二阶函数)之积,将这些低阶函数分别用有源电路实现后再级联起来,就实现了原转移函数。实现低阶函数的电路通称为基本节,已有许多典型的二阶基本节电路供设计者选用。按基本节中使用放大器的数目可分为单放大器电路、双放大器电路、三放大器电路、四放大器电路。级联法设计过程比较简单,电路特性调整容易,所实现的电路比较经济,是常用的方法。

模拟法

先设计出能满足技术指标要求的LC滤波器器作为设计原型,再用有源电路去模拟实现。这种方法又可分为元件模拟法和功能模拟法两类,并且多以双端终接电阻的LC梯型滤波器为原型。通常,模拟法比级联法需用更多元件。

(1)元件模拟法

用模拟电感(能实现电感特性的不含电感元件的有源电路)取代LC滤波器中的电感元件。现有浮地模拟电感电路的性能还不够好,用得较少。当LC滤波器中含有浮地电感时,常通过变换的方法来消除它。RLC—CRD变换是常用的一种。它是用因子K/s(s是复频率,K为实常数)使电路中每个元件的阻抗都增大K/s倍。这种变换不会改变原电路的传输特性,却使原电路中的R、L、C元件分别变成了C、R、D(频变负阻)元件。

(2)功能模拟法 先作出LC原型滤波器电路中各电压电流的信号流图,再用积分器、加法器、乘法器等有源电路来实现。


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