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知識(shí)回顧

前面我們講過(guò)了由R,C,L構(gòu)成的簡(jiǎn)單無(wú)源濾波器，了解運(yùn)放基礎(chǔ)知識(shí)后，我們知道運(yùn)放在處理信號(hào)方面有著更大的優(yōu)勢(shì)，這一節(jié)我們一起來(lái)了解一下由運(yùn)放構(gòu)成的濾波器--有源濾波器。

常見的濾波電路有哪些還記得嗎？忘記了那現(xiàn)在再回顧一下濾波電路的種類有低通，高通，帶通，帶阻。如果忘記了它們各自的特性，那看下圖再回顧一下。

無(wú)源濾波電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)，但它的通帶放大倍數(shù)及其截止頻率都隨負(fù)載而變化，因而不適用于信號(hào)處理要求高的場(chǎng)合。

有源濾波電路的負(fù)載不影響濾波特性，因此常用于信號(hào)處理要求高的場(chǎng)合。有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用，同時(shí)還可以進(jìn)行放大。但電路的組成和設(shè)計(jì)也較復(fù)雜。

下面我們就來(lái)認(rèn)識(shí)一下有源濾波電路是怎么樣的。

02

有源低通濾波電路

先看看它的電路構(gòu)成，對(duì)比無(wú)源濾波器是不是就是再無(wú)源濾波器的基礎(chǔ)上添加了一個(gè)運(yùn)放（當(dāng)然，實(shí)際運(yùn)用時(shí)也可能是多階點(diǎn)入級(jí)聯(lián)而成的），工程中我們使用時(shí)往往都是采用多階濾波，在一定條件下多階濾波電路性能會(huì)更好，它的優(yōu)勢(shì)最前面介紹無(wú)源濾波器的視頻中演示過(guò)，沒注意到的朋友可以回頭再看一下。

與無(wú)源濾波電路一樣，我們可以計(jì)算出它的截止頻率，又由運(yùn)放基礎(chǔ)“虛短”，“虛斷”知識(shí)，我們可以計(jì)算出在截止頻率前電路的增益。傳遞函數(shù)如果看不懂先不要糾結(jié)，這里就先簡(jiǎn)單知道它就是輸入輸出信號(hào)的關(guān)系式。這個(gè)還是最簡(jiǎn)單的，多級(jí)級(jí)聯(lián)就更復(fù)雜了，容易把人看懵，我們的工作不是要死記硬背這些公式，而是學(xué)會(huì)具體問題具體分析，后面我還會(huì)專門介紹一些設(shè)計(jì)濾波電路的工具，也會(huì)用到一些常用的濾波器模型以供我們選擇，所以我們具體應(yīng)用時(shí)先根據(jù)需求分析需要什么功能的電路，再用工具設(shè)計(jì)獲得初步的參數(shù)，然后再實(shí)際電路上測(cè)試結(jié)果，最后修正得到符合功能要求的穩(wěn)定的參數(shù)。所以還是希望你看了之后不要談“圖”色變，但對(duì)于要專研的朋友就必須要多看看課本或查找資料學(xué)習(xí)了。我在這里也不例舉多階電路了。

一階有源低通濾波電路

二階有源低通濾波電路

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有源高通濾波電路

高通電路和低通電路分析方法類似，再加上前面無(wú)源濾波電路的基礎(chǔ)我們理解起來(lái)就更加容易一些了，先來(lái)看一下它是結(jié)構(gòu)。

高通，低通電路對(duì)比

這些公式看著是不是頭大，解決辦法其一看教材資料分析，其二先不管具體公式推算過(guò)程，知道有這回事，實(shí)際應(yīng)用電路不需要你寫公式，兩種方法二選一。

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有源帶通濾波電路

和無(wú)源低通濾波器的由來(lái)一樣，有源低通濾波器也是低通串聯(lián)高通得來(lái)，先看圖能了解一個(gè)大概結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容就不多介紹了，使用時(shí)結(jié)合高通，低通電路變化調(diào)整，具體問題具體分析。

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有源帶阻濾波電路

與有源帶通濾波電路相仿，這是由低通并聯(lián)高通電路得到的，看圖片是不是又看到了熟悉的雙T電路了？

因?yàn)閹ǎ瑤ё桦娐肥怯筛咄ǖ屯ńM合而來(lái)，高通，低通電路都有非常多的應(yīng)用形式了，再組合就更多了，不好統(tǒng)一分析，所以這里就都沒做過(guò)多介紹。