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有源濾波器設計方法

2021-07-13

設計方法

有源濾波器的設計方法,大致可歸結為級聯法和模擬法兩大類。

級聯法

根據技術指標要求,求出可以物理實現的轉移函數(通??捎涩F成的有源濾波器資料和手冊中查得),并將它分解為低階函數(主要是二階函數)之積,將這些低階函數分別用有源電路實現后再級聯起來,就實現了原轉移函數。實現低階函數的電路通稱為基本節,已有許多典型的二階基本節電路供設計者選用。按基本節中使用放大器的數目可分為單放大器電路、雙放大器電路、三放大器電路、四放大器電路。級聯法設計過程比較簡單,電路特性調整容易,所實現的電路比較經濟,是常用的方法。

模擬法

先設計出能滿足技術指標要求的LC濾波器器作為設計原型,再用有源電路去模擬實現。這種方法又可分為元件模擬法和功能模擬法兩類,并且多以雙端終接電阻的LC梯型濾波器為原型。通常,模擬法比級聯法需用更多元件。

(1)元件模擬法

用模擬電感(能實現電感特性的不含電感元件的有源電路)取代LC濾波器中的電感元件?,F有浮地模擬電感電路的性能還不夠好,用得較少。當LC濾波器中含有浮地電感時,常通過變換的方法來消除它。RLC—CRD變換是常用的一種。它是用因子K/s(s是復頻率,K為實常數)使電路中每個元件的阻抗都增大K/s倍。這種變換不會改變原電路的傳輸特性,卻使原電路中的R、L、C元件分別變成了C、R、D(頻變負阻)元件。

(2)功能模擬法 先作出LC原型濾波器電路中各電壓電流的信號流圖,再用積分器、加法器、乘法器等有源電路來實現。


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