默れ

无限增益滤波器基本原理

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     之前我们用AD822搭建了文氏桥振荡电路,仿真结果比较理想,但是实际操作无法达到理想状况。根据之前的仿真模型搭建电路,用示波器观察波形如下:


    很明显电路达到了饱和,正弦波的波峰波谷像被削去了一样。这时需要用一个无限增益带通滤波器修正波形。上次搭建文氏桥只用了AD820的1/2,接下来用另1/2搭建一个无限增益带通滤波器。

    首先我们先了解一下无限增益滤波器的基本原理。

    滤波器是一种能使一定频率的信号通过,而阻止或衰减其它频率信号的电路,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。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,二阶有源滤波无限增益多路反馈型电路是有源滤波电路的重要一种。

    无限增益多路反馈型二阶滤波电路的通用形式如图1所示:

图1

    图中Y为无源元件导纳。由于这种电路中有Y2和Y5两条反馈支路,且运放作为一个无限增益有源器件使用,所以将这种电路称为无限增益多路反馈型滤波器。

    设运放的开环增益和开环输入电阻为无限大,由基尔霍夫定律可对图1电路列出下列节点方程:


求解组成的方程组可得电路传递函数


    适当地选择电阻、电容作为图1中的导纳,可分别组成二阶低通、高通和带通滤波器电路。

    二阶滤波器传递函数的一般形式为:


为使其具有更为明显的物理意义,可令a1 = aω0a2 = ω02则上式可改写为:


式中,a为阻尼系数, ω0为固有频率,K0为通带增益,当系数b取不同值时,可得到不同特性的滤波器。当b0= b2 = 0 , b1 = K0 aω0时,即为带通滤波器: