有源滤波电路设计总结

摘要：滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。
关键词：滤波器；运算放大器

1. 一阶电路

图如图1所示，通带电压增益A0等于同相比例放大电路的电压增益Avf，即：A0=Avf=l+Rf／Rl，而从对RC低通电路的分析可知Vp(s)=Vi(s)／(1+sRC)，故可导出电路的传递函数为：A(s)=V0(s)／Vi(s)=Avf／(1+s／ωn)，式中ωn=l／(RC)，ωn是特征角频率。令s=jω可得：。当ω=ωn时就是-3dB截止频率，当ω=1Oωn时衰减率是20dB／十倍频程，可见一阶滤波器的滤波效果还不够好，若要求滤波响应以更高的衰减率衰减，则需采用高阶次滤波。
在图1中将R和C交换位置即是一阶高通滤波电路，如图2所示，对应的幅频响应为当ω=ωn时就是-3dB截止频率，当ω=ωn／10时衰减率是20dB／十倍频程。

2 二阶电路
图如图3所示，如前所述，同相比例放大电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即A0=Avf=1+Rf／R1。
运放的同相输入端电压关系为：