有源滤波器的设计基础

有源滤波器的设计基础

有源滤波器的优点

  对于绝大一部分人会为各种各样的滤波器感到头疼，因为不知道到底选哪一种，接下来就揭开有源滤波的神秘面纱。

  相比于常用的LC滤波而言，有源滤波器的截止频率会很低，而且有源滤波器可以对滤出波形进行放大。而LC滤波，要想使得截止频率更低就要使得电感的体积变大。。。但是LC电流可以通过大电流而运放却通过比较小的电流。

有源滤波器的种类（以有源低通为例）

先介绍有源低通滤波器。

有源同相低通一阶滤波及其传递函数

其实这个同相有源低通不难理解其实就是一个运算放大器加上一个无源的RC滤波，与普通的RC相比有了增益，又加上了一个缓冲级，提高了滤波器的带载能力！

有源反相低通滤波器及其传递函数

有源反相滤波器如图当低频时就如同一个反向放大器，但是当有高频时c的感抗就不是趋于无限大，而是原来变小所以放大器的增益变的越来越小。但是这个滤波器有一个缺点，当输入为频率很高时c和R2并联感抗小于R1时，放大器就会不稳定，一般情况下放大器是单位增益稳定的（个别放大器除外看相应的datasheet）

有源同相二阶低通滤波器（）

这个电路由于是二阶滤波电路所以在阻带衰减的特别快，40db每十倍频，还引入了正反馈。但是这个电路有一个缺点就是，如果Q值过大（增益过大大于三）就会在幅频响应的波形上出现一个尖峰.

其实引入适当的正反馈的目的就是为了改善幅频响应波形，让其接近理想的矩形波，但是若引入不当就会有自激出现，所以二阶有源压控滤波的增益不能超过3.

（其实若想要高增益的滤波器也是可以的在电容旁串联一个电阻，相当于引入一个零点，可以抑制尖峰，但是会使得衰减变为20/db,这时仅需要在电阻两端并联一个电容在引入一个极点即可消除阻带的波形！但是谨记电阻的零点引入要放在主极点之前，而引入的极点要放在主极点或者是主极点之后）

若大家想更加全面地了解可以参考《运算放大器权威指南》