选频电路与滤波器
第3讲-选频网络
0 L 02 L2
0
b
0C
1
0 L
0
0
1 LC
可见，谐振时，回路旳感抗和容抗近似相等。
回路旳品质因数：
.
Q 0L 1 1 L Is r 0Cr r C
Cr L
谐振时，因为电纳b=0,总导纳只包括电导部分,
称为谐振电导,用gp表达
gp
r2
r
0L2
r
0 L 2
r L
2
r L
Cr L
LC C
其谐振后旳等效阻抗为一种纯电阻，即 Zp Rp
其电路图如图所示：
.
Is
C L RRp
Rp
1 gp
r2
0L2
r
L ( Cr
Q2r)
Y
1 R
j
ωC
1 ωL
Z1
1
Y
1 R
j
ωC
1 ωL
|Z|
φ
Rp
π/ 2
O －π/ 2
O
ω0
ω
ω0
ω
频率特征
所谓回路旳频率特征就是
回路端电压 U 与频率旳关系。
为了取得工作频率高度稳定、带阻衰减特征十 分陡峭旳滤波器，就要求滤波器元件旳品质因数Q 很高。LC型滤波器旳品质因数一般在100～200范 围内，不能满足上述旳要求。用石英晶体切割成旳 石英谐振器，其品质因数可达几万甚至几百万，因 而能够构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特征很 陡峭、通带衰减很小旳滤波器。
r
.
C
Is
L
Y
r
1
jL
jC
r2
r
2L2
j C
选频电路原理
选频电路原理
频率选择电路是一种电路，用于选择特定频率的信号，并将其从输入信号中分离出来。
它允许只通过具有特定频率的信号，并将其他频率的信号阻止或削弱。
频率选择电路的原理基于滤波器的工作原理。
滤波器是一种控制信号频率的电路元件，在特定频率范围内通过信号，并在其他频率范围内对信号进行衰减或抑制。
常见的频率选择电路包括低通滤波器和高通滤波器。
低通滤波器允许低于特定截止频率的信号通过，同时将高于截止频率的信号进行衰减。
高通滤波器则允许高于截止频率的信号通过，同时将低于截止频率的信号进行衰减。
除了低通滤波器和高通滤波器外，还有带通滤波器和带阻滤波器。
带通滤波器允许特定频率范围内的信号通过，并衰减其他频率范围内的信号。
带阻滤波器则相反，它允许频率范围外的信号通过，并衰减频率范围内的信号。
频率选择电路在许多电子设备中得到广泛应用，例如无线通信系统、音频设备和图像处理设备。
它们能够提高信号质量，降低噪音干扰，并使特定频率的信号能够得到更好的提取和处理。
滤波电路原理分析
滤波电路原理分析
滤波电路是一种电子电路，用于去除信号中的噪声或频率分量，只保留所需的信号成分。
其原理基于信号的频域特性，通过选择合适的滤波器类型和参数来实现。
滤波电路通常由被滤波的信号输入端、滤波器和输出端组成。
滤波器是该电路的核心部件，根据信号的频率特性选择适当的滤波器类型。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器用于去除高频信号，只保留低频部分。
其工作原理是将高频信号的能量耗散或削弱，使得只有低频信号可以通过。
高通滤波器则相反，只保留高频信号。
带通滤波器用于选择一个特定频率范围内的信号，滤除其他频率的信号。
其原理是在一定频率范围内提供通路，而在其他频率上提供阻断。
带阻滤波器则用于滤除某个特定频率范围内的信号，只传递其他频率的信号。
其原理是在一定频率范围内提供阻断，而在其他频率上提供通路。
滤波电路根据滤波器的类型和参数，可以实现不同程度的滤波效果。
常见的滤波电路包括RC滤波器、RL滤波器、LC滤波
器和活动滤波器等。
它们通过选择合适的电容、电感或运算放大器等元件参数，实现对信号的滤波功能。
此外，滤波电路还需要考虑一些其他因素，如滤波器的频率响应、相移以及失真等。
这些因素会影响滤波电路对信号的处理效果，需要通过合理设计和选择元器件来解决。
总之，滤波电路的原理是根据信号的频域特性选择合适的滤波器类型和参数，实现对信号的滤波功能。
它在电子电路中起到去噪和频率选择的作用，广泛应用于各种电子设备和通信系统中。
选频放大电路原理
选频放大电路原理选频放大电路是一种常见的电子电路，在无线通信、音频处理等领域中得到广泛应用。
其原理是通过选择特定频率范围内的信号进行放大，从而滤除其他频率的干扰信号。
本文将从原理、组成部分和工作过程三个方面来介绍选频放大电路。
一、原理选频放大电路的原理基于信号的频率特性。
电路中通常包含一个滤波器和一个放大器。
滤波器的作用是选择特定频率范围内的信号，并将其他频率的信号滤除，从而达到选频的效果。
放大器的作用是将滤波器输出的信号进行放大，使其达到较高的幅度。
二、组成部分选频放大电路通常由以下几个主要组成部分构成：1. 滤波器：用于选择特定频率范围内的信号。
滤波器可以采用不同的类型，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等，具体选择根据应用需求而定。
2. 放大器：用于放大滤波器输出的信号，增加其幅度。
放大器可以采用不同的放大方式，如共射放大器、共基放大器、共集放大器等，具体选择根据电路要求而定。
3. 耦合电容：用于将滤波器和放大器相连接。
耦合电容可以将滤波器输出的交流信号传递给放大器，同时阻隔直流信号的传递。
4. 电源：为电路提供所需的电源电压。
电源可以是直流电源，也可以是交流电源，具体选择根据电路要求而定。
三、工作过程选频放大电路的工作过程主要包括滤波和放大两个阶段：1. 滤波：信号首先经过滤波器，滤波器根据设定的频率范围选择特定频率的信号。
滤波器内部包含滤波元件，如电容、电感等，通过这些元件对不同频率的信号进行响应，从而实现滤波效果。
2. 放大：滤波器输出的信号经过耦合电容连接到放大器，放大器对信号进行放大。
放大器内部包含放大元件，如晶体管、场效应管等，在放大器的作用下，信号的幅度被增加。
3. 输出：放大后的信号经过输出电路，输出到所需的设备或电路中进行进一步处理或传输。
选频放大电路的原理和工作过程非常重要，对于理解和设计电路具有重要意义。
通过选择特定频率范围内的信号进行放大，选频放大电路可以实现对特定信号的增强和滤除其他信号的目的。
高频信号选频方法
高频信号选频方法是指从高频信号中选出特定频率成分的方法，常用于无线通信、信号处理等领域。
以下是一些常见的选频方法：1. LC选频电路：这是最基本的选频方法之一，利用电感（L）和电容（C）组成的谐振回路来选择特定的频率。
当电路的固有频率（LC回路的谐振频率）与所需信号的频率相匹配时，电路的阻抗最小，能量在该频率上传输效率最高。
2. RC选频网络：在低频信号处理中，常用RC滤波器来选频。
通过合理设计RC网络的参数（如电阻、电容的值），可以实现低通、高通、带通或带阻等滤波功能，从而选出需要的频率成分。
3. 谐振器：在微波频段，谐振器（如介质谐振器、声表面波谐振器等）被用来选出特定频率的信号。
谐振器的谐振频率由其物理尺寸、材料特性等因素决定。
4. 傅里叶变换：傅里叶变换是一种数学工具，可以将时域信号转换到频域。
通过傅里叶变换，可以分析和提取信号的频率成分，进而选出需要的频率。
5. 带通/带阻滤波器：这些滤波器具有特定的频率响应特性，允许一定频率范围的信号通过，而阻止其他频率的信号。
带通滤波器允许一定低频到高频范围内的信号通过，而带阻滤波器则阻止这个范围内的信号。
6. 匹配滤波器：这是一种特殊的滤波器，用于从噪声背景中提取具有特定频率和幅度的信号。
匹配滤波器的设计基于信号的频谱特性，能够最大程度地增强所需频率信号的幅度。
7. 频率合成器：频率合成器可以生成特定频率的信号，通常用于需要多个固定频率信号的场景。
通过锁相环等技术，可以精确地生成和控制频率。
8. 直接数字频率合成（DDFS）：这是一种数字信号处理技术，可以直接从数字存储器中合成所需的频率信号。
DDFS技术广泛应用于无线通信和雷达系统中。
LC选频电路和RC选频网络适用于较低频率的信号处理，而谐振器、傅里叶变换、带通/带阻滤波器等适用于高频信号的处理。
具体选频方法的选择需要根据信号的频率范围、处理精度、系统复杂度等因素综合考虑。
电路与模拟电子技术：滤波器简介
H ( j) UO jRC Ui 1 jRC
H ( j) RC (RC)2 1
高通
( j) arctan(RC) 超前
2
11
C
C
C
ui
L uoΒιβλιοθήκη uiLLuo
L形
C
ui
L
T形
C
L
uo
Π形
9
LC带通滤波器
L1 C1
ui
C2 L2
uo
10
一阶RC无源滤波器
R
ui
C
uo
RC一阶低通滤波器
H ( j) UO 1
Ui 1 jRC
H ( j)
1
(RC)2 1
低通
( j) arctan(RC) 滞后
ui C R
uo
RC一阶高通滤波器
滤波器简介 （补充）
滤波器的概念
工程上根据输出端口对信号频率范围的要求，设计专门的 网络，置于输入-输出端口之间，使输出端口所需要的频率分量 能够顺利通过，而抑制或削弱不需要的频率分量，这种具有选 频功能的中间网络，称为滤波器。
仅仅由RLC无源元件构成的滤波器称为无源滤波器。 利用有源元件（如运算放大器）构成的滤波器称为有源滤波 器。 无源滤波器的输出信号总是受到衰减的；而有源滤波器由于 具有有源器件的放大，输出信号可以大于输入信号。
2
滤波器的概念
滤波电路的传递函数定义
ui 滤波电路分类
滤波 电路
uo H () Uo () Ui ()
① 按所处理信号分
模拟和数字滤波器
② 按所用元件分
无源和有源滤波器
③ 按滤波特性分
低通滤波器（LPF） 高通滤波器（HPF） 带通滤波器（BPF） 带阻滤波器（BEF）
电子滤波器电路图大全（七款电子滤波器电路设计原理图详解）
电子滤波器电路图大全（七款电子滤波器电路设计原理图详解）1、电子滤波器图6所示是电子滤波器。
电路中的VT1是三极管，起到滤波管作用，C1是VT1的基极滤波电容，R1是VT1的基极偏置电阻，RL是这一滤波电路的负载，C2是输出电压的滤波电容。
电子滤波电路工作原理如下：①电路中的VT1、R1、C1组成电子滤波器电路，这一电路相当于一只容量为C1×β1大小电容器，β1为VT1的电流放大倍数，而晶体管的电流放大倍数比较大，所以等效电容量很大，可见电子滤波器的滤波性能是很好的。
等效电路如图6（b）所示。
图中C为等效电容。
②电路中的R1和C1构成一节RC滤波电路，R1一方面为VT1提供基极偏置电流，同时也是滤波电阻。
由于流过R1的电流是VT1的基极偏置电流，这一电流很小，R1的阻值可以取得比较大，这样R1和C1的滤波效果就很好，使VT1基极上直流电压中的交流成分很少。
由于发射极电压具有跟随基极电压的特性，这样VT1发射极输出电压中交流成分也很少，达到滤波的目的。
③在电子滤波器中，滤波主要是靠R1和C1实现的，这也是RC 滤波电路，但与前面介绍的RC滤波电路是不同的。
在这一电路中流过负载的直流电流是VT1的发射极电流，流过滤波电阻R1的电流是VT1基极电流，基极电流很小，所以可以使滤波电阻R1的阻值设得很大（滤波效果好），但不会使直流输出电压下降很多。
④电路中的R1的阻值大小决定了VT1的基极电流大小，从而决定了VT1集电极与发射极之间的管压降，也就决定了VT1发射极输出直流电压大小，所以改变R1的大小，可以调整直流输出电压V的大小。
2、电子稳压滤波器图7所示是另一种电子稳压滤波器，与前一种电路相比，在VT1基极与地端之间接入了稳压二极管VD1。
电子稳压原理如下：在VT1基极与地端之间接入了稳压二极管VD1后，输入电压经R1使稳压二极管VD1处于反向偏置状态，此时VD1的稳压特性使VT1管的基极电压稳定，这样VT1发射极输出的直流电压也比较稳定。
滤波器超全资料
滤波器超全资料滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。
利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
换句话说，凡是可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器。
滤波的概念滤波是信号处理中的一个重要概念，滤波电路的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。
一般来说，滤波分为经典滤波和现代滤波。
经典滤波是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念，根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。
换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。
只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。
在经典滤波和现代滤波中，滤波器模型其实是一样的（硬件方面的滤波器其实进展并不大），但现代滤波还加入了数字滤波的很多概念。
滤波电路的原理当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。
当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。
因此经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大。
在电感线圈不变的情况下，负载电阻愈小，输出电压的交流分量愈小。
只有在RL>>ωL时才能获得较好的滤波效果。
L愈大，滤波效果愈好。
滤波器的作用1、将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；2、滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；3、从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。
理想滤波器与实际滤波器理想滤波器使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻喧内的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。
滤波器概述
滤波器概述对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器。
其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率，滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。
主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。
滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号利用这个特性可以将通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。
滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。
电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波，而获得比较纯净的直流输出。
最基本的滤波器，是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波。
所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成。
基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成，串联臂为电感器，并联臂为电容器，如图3－67所示。
在电源及声频电路中之滤波器，最通用者为L型及π型两种。
就L型单节滤波器而言，其电感抗XL与电容抗XC，对任一频率为一常数，其关系为XL·XC=K2故L型滤波器又称为K常数滤波器。
倘若一滤波器的构成部分，较K常数型具有较尖锐的截止频率（即对频率范围选择性强），而同时对此截止频率以外的其他频率只有较小的衰减率者，称为m常数滤波器。
所谓截止频率，亦即与滤波器有尖锐谐振的频率。
通带与带阻滤波器都是m常数滤波器，m为截止频率与被衰减的其他频率之衰减比的函数。
每一m常数滤波器的阻抗与K常数滤波器之间的关系，均由m常数决定，此常数介于0～1之间。
当m接近零值时，截止频率的尖锐度增高，但对于截止频的倍频之衰减率将随着而减小。
最合于实用的m值为0.6。
至于那一频率需被截止，可调节共振臂以决定之。
m常数滤波器对截止频率的衰减度，决定于共振臂的有效Q值之大小。
若达K常数及m常数滤波器组成级联电路，可获得尖锐的滤波作用及良好的频率衰减。
滤波器作用滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。
“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。
滤波器的概念和基本滤波电路
若低通滤波器的通带截止频率 为 f1 ，高通滤波器的通带截止频率 为 f2 ，则电路即为 f1 f f2 的信号 被阻断的带阻滤波器。
带阻滤波器
计算机电路基础
将低通滤波器和高通滤波器串联起来，即可获得带通滤波器，如下图所示。
带通滤波器
若低通滤波器的通带截止频率为 f2 ，高通滤波器的通带截止频率为 f1 ，则 带通滤波器的通频带即是上述两者频带的覆盖部分，即等于 f2 f1 。
带阻滤波器的作用与带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号被阻断，而 在此频带之外，信号能够顺利通过。带阻滤波器也常用在抗干扰设备中，以阻止 某个频带范围内的干扰及噪声信号通过。
有源滤波器由于采用了有源放大器，因此不仅可以补充无源网络中的能量 消耗，还可以根据要求提高信号的输入功率。在使用运放作为有源器件的滤波 器中，由于运放有许多优点，因此电路有体积小，精度高，性能稳定，易于调 试等特点。另外，由于运放有高输入阻抗，低输出阻抗的特点，多级相连时相 互影响很小，可以用低阶滤波器级联的简单方法构成高阶滤波器，且负载效应 不明显。有源滤波器的限制主要是运放固有特性的限制，一般来说，它不适用 于高压、高频、大功率的场合，而比较适用于低频和超低频的场合。
一阶低通滤波器
将32页图中所示低通滤波器中起滤波作用的电阻和电容的位置互换，即可 组成相应的高通滤波器。下图所示为无源高通滤波器。
为了克服无源滤波器电压放大 倍数低及带负载能力差的缺点，同 样可以利用集成运放与 电路结合， 组成有源高通滤波器。
无源高通滤波器
带通滤波器的作用是只允许某一频带内的信号通过，而将该频带以外的信号 阻断。这种滤波器经常用于抗干扰的设备中，以便接收某一频带范围内的有效信 号，而清除频带以外的干扰和噪声。
滤波电路工作原理
滤波电路工作原理滤波电路是电子电路中常见的一种电路，它能够对输入信号进行滤波处理，将其中特定频率范围内的信号通过，而将其他频率范围内的信号抑制或者衰减。
滤波电路在电子设备中有着广泛的应用，比如在通信系统、音频设备、电源系统等方面都有着重要的作用。
在本文中，我们将详细介绍滤波电路的工作原理，包括滤波器的分类、滤波器的频率响应特性以及滤波器的设计原理。
首先，我们来介绍一下滤波器的分类。
根据滤波器的频率选择特性，滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种基本类型。
低通滤波器可以让低频信号通过，而抑制高频信号；高通滤波器则相反，可以让高频信号通过，而抑制低频信号；带通滤波器可以选择一个特定的频率范围内的信号通过，而抑制其他频率范围内的信号；带阻滤波器则相反，可以抑制一个特定的频率范围内的信号，而让其他频率范围内的信号通过。
其次，我们来讨论一下滤波器的频率响应特性。
滤波器的频率响应特性可以用来描述滤波器对不同频率信号的处理能力。
常见的频率响应特性包括布特沃斯特性、切比雪夫特性和椭圆特性等。
布特沃斯特性的滤波器具有最为平坦的通频带响应，但在截止频率附近的过渡带响应较为缓慢；切比雪夫特性的滤波器在通频带和过渡带之间能够平衡通频带波纹和过渡带衰减，具有较为陡峭的过渡带响应；椭圆特性的滤波器在通频带和过渡带之间能够实现更为陡峭的过渡带响应，但通频带内会出现波纹。
最后，我们来探讨一下滤波器的设计原理。
滤波器的设计需要考虑到许多因素，比如通频带的波纹、过渡带的衰减、截止频率等。
在设计滤波器时，需要根据具体的应用需求选择合适的滤波器类型和频率响应特性。
通常情况下，可以通过改变滤波器的电阻、电容、电感等元件的数值来实现滤波器的设计。
此外，现代电子技术还提供了许多先进的滤波器设计方法，比如数字滤波器、自适应滤波器等，这些方法能够更加灵活地实现滤波器的设计和调整。
总的来说，滤波电路作为电子电路中的重要组成部分，其工作原理涉及到滤波器的分类、频率响应特性和设计原理。
第2章谐振回路与滤波器
0 1 jQ( ) 0
第2章 谐振回路与滤波电路
. ( ) R I N ( ) ( ) 1 I 0 R j(L ) C 1 N ( )e j ( ) 0 1 jQ( ) 0
谐振曲线包括幅频特性曲线和相频特性曲线，分 别用N(ω)和ψ(ω)两函数表示。仅对选频特性而言， 通常只关心幅频特性N(ω)。针对幅频特性，又分为两 个方面：频率选择性和通频带。
若以并联等效电路表示，则为并联电阻与容抗之比。
Q
R CPR 1 CP
电容器损耗电阻的大小主要由介质材料决定。 Q值可 达几千到几万的数量级，与电感线圈相比, 电容器的损耗常 常忽略不计。
第2章 谐振回路与滤波电路
同理，可以推导出上图串、并联电路的变换式:
R r (1 Qc2 )
Cp
1 ) C
2. 阻抗性质随频率变化的规律： 1) < 0时， X <0呈容性； 2) = 0时， X =0呈纯阻性； 3) > 0时， X >0呈感性。
谐振时，电感、电容消失了！
第2章 谐振回路与滤波电路
实际上，谐振时
I j L V L0 0 0
V 0 L s j0 L j Vs R R
N ( ω) Q1
谐振回路
串联振荡回路
基本原理
串联振荡回路的谐振曲线和通频带
串联振荡回路的相位特性曲线
并联振荡回路
基本原理
并联振荡回路的谐振曲线和通频带 并联振荡回路的相位特性曲线
第2章 谐振回路与滤波电路
由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路，称为 单振荡回路。
L + – Vs R
选频电路原理
选频电路原理选频电路是一种能够选择特定频率信号并进行放大或者抑制其他频率信号的电路。
在无线通信、广播接收、雷达系统等领域都有广泛的应用。
选频电路的设计原理和工作原理对于电子工程师来说是非常重要的，下面我们将对选频电路的原理进行详细的介绍。
首先，选频电路的核心部分是滤波器。
滤波器可以根据频率特性将特定频率信号通过，而抑制其他频率信号。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器可以通过低频信号，而抑制高频信号；高通滤波器则相反，可以通过高频信号，而抑制低频信号；带通滤波器可以通过一定范围内的频率信号，而抑制其他频率信号；带阻滤波器则相反，可以抑制一定范围内的频率信号，而通过其他频率信号。
其次，选频电路还包括放大器。
放大器可以放大滤波器通过的特定频率信号，从而增强信号的强度。
放大器通常采用放大倍数高、失真小的运算放大器，通过反馈电路来控制放大倍数和频率特性。
除此之外，选频电路还包括频率鉴别器和频率合成器。
频率鉴别器可以根据输入信号的频率特性产生输出电压，用于频率测量和频率判别；而频率合成器则可以根据输入信号的频率特性产生特定频率的输出信号，用于频率合成和信号调制。
在选频电路的设计中，需要考虑到频率特性、通带波纹、阻带衰减、相位失真、群延迟等参数。
通过合理选择滤波器的类型、放大器的参数和反馈电路的设计，可以实现对特定频率信号的选择和处理。
总的来说，选频电路原理涉及到滤波器、放大器、频率鉴别器和频率合成器等组成部分，通过它们的合理设计和组合，可以实现对特定频率信号的选择、放大或抑制，从而满足不同领域的应用需求。
希望通过本文的介绍，读者对选频电路的原理有更清晰的认识，对于相关领域的工程师和研究人员能够在实际应用中更好地设计和应用选频电路。
模电实验SC有源滤波器
模电实验SC有源滤波器有源滤波器是一种利用放大器和电容器或电感器组成的滤波电路，主要用于滤除特定频率的信号。
在模拟电子实验中，我们可以通过搭建有源滤波器电路来实现对信号的滤波和增益。
本文将介绍一种常见的有源滤波器，SC型滤波器，并详细说明实验步骤和注意事项。
1.实验原理SC型滤波器是一种常见的选频放大电路，其基本原理基于电容器的阻抗随频率的变化。
在SC滤波器电路中，电容器与放大器的反馈网络构成了滤波回路，可以实现对特定频率信号的放大和滤除。
具体来说，SC 型滤波器可以分为低通、高通、带通和带阻四种类型。
2.实验装置本实验需要的实验装置如下：-一块功能完备的模拟电路实验板，包括放大器、电容器和电阻等元件-一台示波器，用于观测输入输出波形-一个信号源，用于提供被测信号3.实验步骤3.1搭建低通滤波器电路3.1.1将放大器的输入端与信号源相连，输出端连接示波器通道13.1.2在放大器的负反馈回路中串联一个电容器，并接地一个电阻。
3.1.3调整电容器的容值和电阻的阻值，控制低通滤波特性。
3.2搭建高通滤波器电路3.2.1将放大器的输入端与信号源相连，输出端连接示波器通道13.2.2在放大器的负反馈回路中并联一个电容器，并串联一个电阻。
3.2.3调整电容器的容值和电阻的阻值，控制高通滤波特性。
3.3搭建带通滤波器电路3.3.1将放大器的输入端与信号源相连，输出端连接示波器通道13.3.2在放大器的负反馈回路中并联一个电容器，并串联一个电阻。
3.3.3在放大器的输入端和输出端之间串联一个电容器，并并联一个电阻。
3.3.4调整电容器的容值和电阻的阻值，控制带通滤波特性。
3.4搭建带阻滤波器电路3.4.1将放大器的输入端与信号源相连，输出端连接示波器通道13.4.2在放大器的负反馈回路中串联一个电容器，并并联一个电阻。
3.4.3在放大器的负反馈回路中再串联一个电容器，并串联一个电阻。
3.4.4调整电容器的容值和电阻的阻值，控制带阻滤波特性。
滤波器的种类归纳
滤波器的种类滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。
利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
换句话说，凡是可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器。
滤波的概念滤波是信号处理中的一个重要概念，滤波电路的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。
一般来说，滤波分为经典滤波和现代滤波。
经典滤波是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念，根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。
换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。
只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。
在经典滤波和现代滤波中，滤波器模型其实是一样的（硬件方面的滤波器其实进展并不大），但现代滤波还加入了数字滤波的很多概念。
滤波电路的原理当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感应电动势将阻止电流的变化。
当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。
因此经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大。
在电感线圈不变的情况下，负载电阻愈小，输出电压的交流分量愈小。
只有在RL>>ωL时才能获得较好的滤波效果。
L愈大，滤波效果愈好。
滤波器的作用1、将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；2、滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；3、从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。
理想滤波器与实际滤波器理想滤波器使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻喧内的频率成分都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界线。
滤波器简介[整理版]
![滤波器简介[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/2de7e8e5f80f76c66137ee06eff9aef8941e4819.png)
滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。
在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。
因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。
因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。
一、滤波器的分类根据滤波器的选频作用，可将滤波器分为以下四类：（1）低通滤波器从0－f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分几乎不受衰减地通过，而高于f2的频率成分受到极大地衰减。
（2）高通滤波器与低通滤波相反，从频率f1－∞，其幅频特性平直。
它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。
（3）带通滤波器它的通频带在f1－f2之间。
它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。
（4）带阻滤波器与带通滤波相反，阻频带在频率f1－f2之间。
它使信号中高于f1而低于f2的频率成分受到衰减，其余频率成分的信号几乎不受衰减地通过。
低通滤波器和高通滤波器是滤波器两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。
例如：低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器。
①RC谐振滤波器按构成元件类型分②LC谐振滤波器③晶体谐振滤波器按构成电路性质分①有源滤波器②无源滤波器按所处理的信号信号分①模拟滤波器②数字滤波器。
选频放大器工作原理
选频放大器工作原理
选频放大器是一种用于放大电信号频率的电子设备。
它的工作原理是通过增加输入信号的振幅，来实现对特定频率范围内信号的放大。
选频放大器主要由放大器、滤波器和反馈电路组成。
放大器是选频放大器的核心部件，它负责放大输入信号。
放大器可以采用各种不同的放大方式，如晶体管放大器、真空管放大器等。
在选频放大器中，通常采用晶体管作为放大元件。
晶体管放大器具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，因此被广泛应用于选频放大器中。
滤波器在选频放大器中起到了重要的作用。
滤波器能够选择特定频率范围内的信号进行放大，而抑制其他频率的干扰信号。
选频放大器中常用的滤波器有低通滤波器和带通滤波器。
低通滤波器能够通过滤除高于截止频率的信号，选择低于截止频率的信号进行放大。
而带通滤波器能够通过滤除低于和高于中心频率的信号，选择中心频率附近的信号进行放大。
反馈电路在选频放大器中起到了稳定放大器增益的作用。
反馈电路通过将放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将差值信号反馈给放大器的输入端，以调整放大器的增益。
这样可以使放大器的增益稳定在一个固定的范围内，提高放大器的线性度和稳定性。
选频放大器的工作原理是通过放大器、滤波器和反馈电路的协同作
用来实现对特定频率范围内信号的放大。
放大器负责放大输入信号的振幅，滤波器负责选择特定频率范围内的信号进行放大，而反馈电路则起到了稳定放大器增益的作用。
选频放大器广泛应用于无线通信、广播电视、雷达等领域，为我们的通信生活带来了便利。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0
1 LC
或
f0
2
1 LC
(1-1-5)
5
0 是回路固有谐振频率。串联回路的谐振频率 0
取决于回路本身的参数,与外加激励信号的参数无关。
串联谐振时
阻抗，用
0L 1
表示：
0
C
，通常称为串联回路的特征
0L 1 0C L C
f0
2
1 LC
0
)
Q0 (
f f0
f0 f
)
Q0
2f f0
8
回路电流的幅模和幅角分别为：
幅频特性 I () I m 1 2
(1-1-8)
相频特性 () arctan (1-1-9)
选频特性 I ()
Im
其中
Im
U sm r
1
1 2
(1-1-10)
L
1
C
r
0L ( r 0
0 )
Q0 (
把(1-1-5)代入
0
1 LC
6
(2) 回路的品质因数
品质因数是谐振回路的一个重要性能指标。它的物 理意义是回路的储能与耗能之比，也可表示为回路特征 阻抗与回路固有损耗之比。
Q0
0L
r
1
r0c
1 r
L
Cr
(1-1-6)
r越大回路损耗的功率越多,回路的品质因数就越小; 反之，r越小则Q值就越大。
由于损耗电阻r 很小，在计算串联谐振回路谐振时电感
•
线圈和电容器两端的电压 U L0
和
•
UC0
时，可以忽略r
的影响 可以忽略r的影响，于是有：
•
U L0
•
Im
j0 L
j
0
r
L
•
Us
•
jQ0 U s
(1-1-12)
•
U C0
•
Im
1
j 0 C
1
j 0 C
r
•
Us
•
jQ0 U s
(1-1-13)
f f0
f0 ) f
Q0
2f f0
9
于是有
I () 1
1
Im
1 0.707
1 2
Q1 Q2 Q3
1
Q0
Q1
2 ( 2f f0
Q12 Q3
)
2
Q1
0.707
2 Q2
Q1
0
QQ3 3 Q2
（1-1-11）
0
fo
0
2
f
f1 fo f2 f BW0.7
(a)
(b)
图1-1图-41-L1C-串3联LC谐串振联回回路路的幅相频频特特性性 10
Z = r 2 (L 1 )2 C
(1-1-3)
3
L 1
z arctan
C
r
(1-1-4)
令 X L 1 C
为回路的总电抗，X也是ω的函数。
串联谐振回路的阻抗具有如下特性:
(1) < 0 时 X<0 Z > r φ< 0 回路呈容性
(2) 0 时 X=0 Z = r φ= 0 回路呈纯阻性
表示。
BW0.7 f2 f1 2f
(2-1-14)
由式(1-1-11)令α=0.707可得
BW0.7
f0 Q
(2-1-15)
I () 1
1
Im
1 2
1
Q0
2
(
2f f0
)2
（1-1-11）
12
回路的选择性可以用矩形系数 K 0.1 来表示
K0.1
BW0.1 BW0.7
(1-1-16)
1 . LC 串联谐振回路的谐振频率除了与L、C 有关外, 还与回路的损耗电阻r 有关。 2 . LC 串联谐振回路的空载品质因数除了与L、 C 有关外, 还与回路的负载电阻R有关。( ) 3 . LC 串联谐振回路谐振时, 空载回路电流 除了与电源电压有关外, 还与负载有关。( ) 4 . LC 串联谐振回路谐振时, 谐振电流最大, 失谐越严重, 谐振电流越小。( ) 5 . 谐振回路Q 值越高, 谐振曲线就越尖锐, 选择性就越好, 而通频带就越宽。( )
可见，串联谐振时电感线圈和电容器两端的电压比信 号源电压大几十到几百倍，于是称串联谐振为电压谐 振。
11
1.1.1.3 串联谐振的通频带与选择性
无线电信号都占有一定频带宽度，因而对回路的
通频带有一定的要求，即需要考虑回路的选择性。
通常规定: 当α从1降到0.707处时，对应的频率
f1 和 f 2 之间的频率范围称为通频带，用符号 BW0.7
1
1.1.1.1 串联谐振回路的特征
LC谐振回路实际上是LC组成的线性选频网络。 LC谐振回路在高频电路中起着重要的作用。
图1-1-1a所示是LC串联谐振回路, L和C分别为回 路电感和回路电容, 电阻r是它们的损耗。实际上由于电 容器的损耗比电感线圈的损耗小得多，因而 r近似等于 线圈的损耗电阻。
假定激励源 u s
是余弦
•
(或正弦)信号，用 U s 表示，
且信号源内阻为零, 即:
2
us U sm cost
(1-1-1)
(1) 回路阻抗与谐振频率
串联谐振回路中L、C的电抗
L、1 C
是信号源角频率
ω的函数，所以回路总阻抗Z也是角频率ω的函数。
Z r j(L 1 ) C
Z e j
(1-1-2)
(3) 0 时 X>0 Z > r φ> 0 回路呈电感性
4
串联谐振
可见，当外加激励信号的角频率 变化时，回路的总
电抗 X X L X c 也发生变化
当 变化到使 X X L X c =0时 回路中的感抗等于
容抗，但二者的作用相互抵消，使得回路呈纯阻性，
即 Z r，相角φ=0，回路电流达到最大值，这种状态称
7
1.1.1.2 串联回路的选频特性
将图1-1-1中•的激励信号• u s 和电流i 用相量符号表示
•
I
Us
Us
Z r j(L
1
)
C
•
•
Us / r
Im
1
L
j(
1C )
1 j
•
r
式中
•
Im
Us r
为回路的最大电流
(1-1-7)
L
1
C
r
Q0
2f f0
为广义失谐
L
1
C
r0L ( rຫໍສະໝຸດ 0令 1 0.1 得 1 2
BW0.1
102 1 f0 Q
（1-1-17）
13
1.1.1.4 信号源内阻和负载电阻对回路的影响
图1-1-5 考虑 Rs和RL时的LC串联谐振回路
Z
(r
Rs
RL )
j(L
1)
C
QL
L
r Rs RL
Q0
QL 称为有载Ｑ值
Q0 称为空载Ｑ值
14
课堂练习 判断题
1.1选频网络
在无线通信过程中，通信信道数多，所占频段范 围较宽, 工作频率也较高(从几百kHz到几百MHz，如 卫星通信系统中, 工作频率可达数GHz)。同一通信频 段内，存在着许多被传送的无线电信号及噪声，而接 收机则只选择出所需要的信号进行放大。
因此，接收机中的放大器除了要有足够的增益 外, 还应具有选择不同频率的信号的能力，于是便 产生了各种各样的选频放大器，但无论是哪一种类 型的电路，它们主要由两部分组成: 一部分是其核 心器件—放大器件。另一部分是用作选择信号的线 性选频网络。