芯城品牌采購網(wǎng) > 品牌資訊 > 技術(shù)方案 > 有源濾波器和無源濾波器哪個(gè)更好!
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由無源元件(電阻、電容、電感)組成的濾波器叫無源濾波器;由有源元件(比如運(yùn)放,它內(nèi)部需要提供一定的電壓才能正常工作)組成的濾波器叫有源濾波器。 RC低通無源濾波器,如圖:

當(dāng)信號(hào)頻率趨于零時(shí),電容的容抗趨于無窮大,故通帶放大倍數(shù)為Aup= Uo/Ui=1電壓放大倍數(shù) Au=Uo/Ui=(1/jwc)/(R+1/jwc)=1/(1+ jwRc)令Fp=1/(2πRC)=1/(2πτ),則Au=1/(1+jf/fp)幅度為|Au|=1/ √(1+jf/fp)2當(dāng)f=fp時(shí),|Au |=1/ √2=0.707當(dāng)f>>fp時(shí)|Au|=fp/ f,頻率每升高10倍,|Au|下降10倍, 根據(jù)公式dBV=10*log(Po/Pi)=20*log(Vo/Vi)可知,頻率每升高10倍,|Au|下降20倍。 當(dāng)電路帶上負(fù)載后,如圖:

通帶放大倍數(shù)Au= Uo/Ui =RL/(R+RL)電壓放大倍數(shù)Au= Uo/Ui = [RL//(1/jwc)]/ [R+ RL //(1/jwc)]化簡后Au=1/(1+jf/f1p) ,f1p=1/[(2π(R//RL)C)]根據(jù)公式標(biāo)明,帶上負(fù)載后,通帶放大倍數(shù)的數(shù)值減小,截止頻率升高。可見,無源濾波電路的通帶放大倍數(shù)及截止頻率會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化,這個(gè)缺點(diǎn)往往不符合信號(hào)處理的要求。 幅頻特性曲線如下:

有源濾波電路,如下圖:大家都知道運(yùn)放的輸入阻抗無窮大,為了使負(fù)載不影響濾波特性,可在無源濾波電路和負(fù)載之間加一個(gè)高輸入電阻、低輸出電阻的隔離電路,例如運(yùn)放電壓跟隨器,就構(gòu)成了有源濾波電路。如下圖

在理想運(yùn)放條件下,由于電壓跟隨器的輸入電阻無窮大,輸出電阻為零,因而Up僅取決于RC的值,輸出電壓等于輸入電壓。在運(yùn)放功耗允許的條件下,負(fù)載變化時(shí),放大倍數(shù)和頻率特性不變。 有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)放組成,因而需要一定的直流電壓給運(yùn)放供電,同時(shí)還可以進(jìn)行放大。特別注意,有源濾波電路只適合信號(hào)處理,不適合高壓大電流的負(fù)載。 根據(jù)頻率特性的基本知識(shí)可知,電路中RC環(huán)節(jié)越多,階數(shù)越高,過渡帶將越窄,可加大衰減斜率。
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