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  • 分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路; 截止频率fc=100Hz 增益Av=5
  • 一阶高通滤波器 一阶高通滤波器包含一个RC电路,将一阶低通滤波器的R与C对换位置,即可构成一阶高通滤波器。如图所示为一阶高通滤波器。... 为了改进一阶高通滤波器的频率特性,可采用二阶高通滤波器
  • 滤波器传递函数

    2013-03-28 12:38:09
    rc的低通/高通/带通/带阻 滤波器设计,及传递函数计算
  • 二阶有源滤波器

    千次阅读 2016-11-08 17:24:26
    滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置, 在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛...高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。采用集成运放构成的RC 有源滤

    滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置, 在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。滤波一般可分为有源滤波和无源滤波, 有源滤波可以使幅频特性比较陡峭, 而无源滤波设计简单易行, 但幅频特性不如滤波器, 而且体积较大。从滤波器阶数可分为一阶和高阶, 阶数越高, 幅频特性越陡峭。高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。采用集成运放构成的RC 有源滤波器具有输入阻抗高,输出阻抗低, 可提供一定增益, 截止频率可调等特点 。压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种, 适合作为多级放大器的级联。本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路, 采用E仿真软件Mu ltisim10对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试, 从而实现电路的优化设计。

    1.设计分析

     二阶有源低通滤波器典型结构如下图所示:

    其中, Y1 ~ Y5 为导纳, 考虑到Up = UN , 根据KCL 可得到如下:

    Auf = 1+ RF /R 6。只要适当选择Yi, 就可以构成低通、高通、带通等有源滤波器。设Y1 = 1 /R 1, Y2 = sC1, Y3 = 0, Y4 = 1 /R 2, Y5 =
    sC2, 将其代入式( 1)中, 得到压控电压源型二阶有源低通滤波器的传递函数为:

    这是二阶低通滤波器传递函数的典型表达式。其中, Xn 为特征角频率, Q 称为等效品质因数。

    2.动手设计一款带宽在340HZ的有源滤波器,电容10nf,放大倍数2.

    为设计方便选取R1 = R2 = R, C1 = C2 = C, 则通带截止频率为f 0 = fn =1/2πrc,c=10nf.推出R=47Kohm

    电路如下所示:

    波形如下所示,100hz正弦波:

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  • 二阶滤波器原理及算法程序

    万次阅读 多人点赞 2018-05-11 17:08:25
    滤波器的作用是允许某些频率的正弦信号基本无衰减的...二阶滤波器表示的是滤波器时域表达式中最高含有二阶微分,或者说传递函数分母的s最高次数为2。滤波器对直流分量的增益为1。据此可设零状态二阶通用滤波器的传...

    滤波器的作用是允许某些频率的正弦信号基本无衰减的通过(增益为 1,频域 0dB),同时对另外某些频率的正弦信号起到衰减作用(增益在 0.707 以下,频域-3dB 以下)。 当然,滤波器对通过的正弦信号会产生一定的相移作用。

    1.二阶通用滤波器

    二阶滤波器表示的是滤波器时域表达式中最高含有二阶微分,或者说传递函数分母的s最高次数为2。滤波器对直流分量的增益为1。据此可设零状态二阶通用滤波器的传递函数为

    时域表达式为

    待定参数为a,b,c,d,e。

    y(t)——输出信号,x(t)——输入信号。
    现要将时域微分方程转换成对应离散域差分方程,假设采样周期为Ts。

    根据微分的定义,有

    由以上分析可知,Ts越小时,上述约等式越精确。
    将连续量t分段,令t=kTs,k=0,1,2⋯,则微分方程可化为近似离散形式

    将上述表达式代入到时域微分方程中,当Ts足够小时,近似认为

    整理后得

    进一步简化得

    k1 ⋯ k5对应式⑧相应的系数,且满足

    略去 Ts, 将时域离散信号转变成序列信号, 成为计算机能够运算的式子:

    根据式⑩, 可以很容易写出二阶通用滤波器的运算程序。

    2.二阶派生出的特殊滤波器

    通过配置二阶通用滤波器的系数 a, b, c, d, e,可以生成多种特殊用途的滤波器:

    根据所需滤波器的指标(截止频率、通带频率、阻带频率等), 可以求出其传递函数的系数, 进一步推出通用型中的参数 abcde,再结合采样周期 Ts, 则可以算出数字滤波器的系数 k1/k2/k3/k4。
    对于更高阶的滤波器, 可以根据要求, 对二阶滤波器进行串联组合(有些电机驱动器程序就是如此处理)。 例如, 要求一个高阶滤波器中含有低通环节、 带阻环节和超前滞后环节, 则可以先构造三个对应的二阶滤波器, 然后在运算中进行串行运算。

    以上内容说明了对于二阶滤波器, 如何从模拟滤波器模型推出数字滤波器的计算程序。 对于整体的高阶滤波器(即非二阶组合型),上述方法过于繁琐,计算量大,则需要采用数字滤波中 IIR 和 FIR 滤波器设计方法,计算各差分量的系数, 请参考《信号与系统》教材。 建议采用 Matlab 中的 FDATOOL 进行滤波器设计, 直接生成 z 域系统方程的参数,非常方便。

    参考程序:

    typedef struct SecOrdFilter{
    float k1;
    float k2;
    float k3;
    float k4;
    float k5;
    float xin;
    float x1;
    float x2;
    float yout;
    float y1;
    float y2;
    } vector;
    
    #define SecondOrderFilter(v)    \                   // 后面将vector赋值给v
    yout = v.k1*v.xin + v.k2*v.x1+v.k3*v.x2+ v.k4*v.y1 + v.k5*v.y2;  \
    v.x2 = v.x1;     \
    v.x1 = v.xin;    \
    v.y2 = v.y1;     \
    v.y1 = v.yout; 

     

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  • 此一般电路对于二阶高通滤波器也同样适用。 图6-2-3所示的滤波器是同相放大器。在图6-2-3中,零频增益为 在节点B可得  将式(6-2-8)代人式(6-2-6),转变到复频域,可得一般二阶低通滤波器的传递...
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    高通滤波器

    二阶高通滤波器传递函数的一般形式






    1二阶高通压控滤波器


    (1) 传递函数




    2通带增益Aup为1 的二阶压控高通滤波器

    当通带放大倍数Aup=1 时,即运放按电压跟随器连接,如图所示。


    (1) 传递函数


    (2) 频率特性




    3无限增益多路反馈高通滤波器

    该电路可以工作双电源状态,也可以工作在单电源中,因此得到了广泛应用。


    (1) 传递函数



    (2)设计步骤

    第一,根据截止频率范围,初步确定C3;根据通带放大倍数Aup确定C1(注意:电容C1、C3 一定取标称值)。

    第二,在C1、C3 确定情况下,在固有频率ω0 、阻尼系数ζ 已知情况下,由下面解析式确定电阻R1、R2 的阻值。




    3二阶高通滤波器


    (1) 传递函数


    (2) 频率特性



    (由CSDN 用户 qq_40752349 原创 QQ: 2464846717  转载请与作者联系!)

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  • 高通滤波器

    2011-07-05 17:12:05
    一阶高通滤波器滤波器 凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信装备和各类控制系统中,滤波器应用极为广泛;在所有的电子部件中,使用最多,技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的...
     


      一阶高通滤波器什么是滤波器?滤波器

      凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信装备和各类控制系统中,滤波器应用极为广泛;在所有的电子部件中,使用最多,技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣,所以,对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。 [全文]



      一阶高通滤波器包含一个RC电路,将一阶低通滤波器什么是低通滤波器?低通滤波器

      低通滤波器是指车载功放中能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路,其作用是滤去音频信号中的中音和高音成分,增强低音成分以驱动扬声器的低音单元。由于车载功放大部分都是全频段功放,通常采用AB 类放大设计,功率损耗比较大,所以滤除低频段的信号,只推动中高频扬声器是节省功率、保证音质的最佳选择。此外高通滤波器常常和低通滤波器成对出现,不论哪一种,都是为了把一定的声音频率送到应该去的单元。 [全文]

    的R与C对换位置,即可构成一阶高通滤波器什么是滤波器?滤波器

      凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信装备和各类控制系统中,滤波器应用极为广泛;在所有的电子部件中,使用最多,技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣,所以,对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。

    。如图所示为一阶高通滤波器。

    高通滤波器 - yellowriver - 天道酬勤 玩物丧志



      图6-3-1所示的滤波器是反相放大器。其传递函数为

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     其中,幅频特性为

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      由式(6-3-3)的幅频特性,可得到图6-3-1的幅频特性曲线,如图6-3-2所示。

      由图6-3-2可知,一阶高通滤波器的缺点是:阻带特性衰减太慢,为⒛dB/10oct,所以这种电路只适用于对滤波特性要求不高的场合。

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      为了克服一阶高通滤波器的上述缺点,可采用二阶高通滤波器。

      二阶高通滤波器

      为了改进一阶高通滤波器的频率特性,可采用二阶高通滤波器。一个二阶高通滤波器包含两个RC支路,即将二阶低通滤波器什么是低通滤波器?低通滤波器

      低通滤波器是指车载功放中能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路,其作用是滤去音频信号中的中音和高音成分,增强低音成分以驱动扬声器的低音单元。由于车载功放大部分都是全频段功放,通常采用AB 类放大设计,功率损耗比较大,所以滤除低频段的信号,只推动中高频扬声器是节省功率、保证音质的最佳选择。此外高通滤波器常常和低通滤波器成对出现,不论哪一种,都是为了把一定的声音频率送到应该去的单元。

    的R与C对换位置,即可构成二阶高通滤波器。如图6-2-3所示为二阶低通滤波器的一般电路,也同样适用于二阶高通滤波器。由对图6-2-3的分析,可知通带增益为

     

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      在构成二阶高通滤波器时,只需选择Y1,Y2,Y3,Y4导纳的值即可。例如,当选择Y1=sC1,Y1=sC2,Y3=1/R1,Y4=1/R2时测构成图6-3-3所示的二阶高通滤波器。

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      对于图6-3-3所示的二阶高通滤波器,其传递函数什么是传递函数?传递函数

      所谓传递函数即线性定常系统在零初始条件下,输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比。传递函数通常用于单输入、单输出的模拟电路,主要用在信号处理、通信理论、控制理论。这个术语经常专门用于如本文所述的线性时不变系统(LTI)。实际系统基本都有非线性的输入输出特性,但是许多系统在标称参数范围内的运行状态非常接近于线性,所以实际应用中完全可以应用线性时不变系统理论表示其输入输出行为,有的书中也把其译为:“转移函数”。

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     6高通滤波器 - yellowriver - 天道酬勤 玩物丧志+

      如图所示为二阶高通滤波器的幅频特性曲线,其阻带衰减特性的斜率为40dB/10oct,克服了一阶高通滤波器阻带衰减太慢的缺点。   

    高通滤波器 - yellowriver - 天道酬勤 玩物丧志


      与二阶低通滤波器类似,二阶高通滤波器的各个参数也影响其滤波特性,如:阻尼系数f的大小决定了幅频特性有无峰值,或谐振峰的高低。

      若要求高通滤波器的阻带特性下降速率大于40dB/10oct,必须采用高阶高通滤波器,同高阶低通滤波器一样,也是最常采用巴特沃思型和切比雪夫型近似,同样也是先查表,得到分母多项式,分别   图二阶高通滤波器幅频特性
    用一阶高通滤波器或二阶高通滤波器电路级联,来实现高阶高通滤波器电路。在此不再赘述。

     

    参考:http://www.dzsc.com/data/html/2008-12-11/75049.html

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二阶高通滤波器传递函数