模拟滤波电路设计
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模拟滤波wenku.baidu.com路设计
汇报人：XXX
时间：2017年10月28日
目录
背景知识
干扰和噪声
滤波器的作用 模拟滤波器的分类 滤波电路的阶数 滤波电路的通频带 滤波电路其它指标 无源与有源滤波电路 不同类型滤波电路的特点 滤波电路设计示例 利用Ti公司的webench进行设计
利用fiter solution软件进行设计
滤波电路的通频带
滤波电路其它参数
无源滤波电路
RC低通滤波器
Vo（jw）=T（jw）·Vi（jw） Uo（t）=H（t）*Ui（t）
有源滤波电路
2阶Sallen key型低通有源滤波电路
无源滤波电路与有源滤波电路的比较
无源滤波电路 优点：无源滤波器具有结构简单、成 本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低
低通滤波，-3db截止频率100kHz 增益为2 通带纹波小于0.5db
阻带频率为500kHz时，衰减至-45db
利用Ti公司的webench进行设计
利用fiter solution软件进行设计
Thank you！
有源滤波电路
优点：可动态滤除各次谐波，对系统 内的谐波能够完全吸收；不会产生谐振。 通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还 可以放大，负载效应不明显，多级相联时 相互影响很小，利用级联的简单方法很容 易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、 重量轻、不需要磁屏蔽。 缺点：通带范围受有源器件的带宽限 制，需要直流电源供电，可靠性不如无源 滤波器高，在高压、高频、大功率的场合 不适用
根据滤波特性：
巴特沃斯滤波电路 贝塞尔滤波电路 切比雪夫滤波电路
带阻滤波电路
椭圆滤波电路
这种分类是对滤波电路不同维度的描述，实际使用中，四阶巴特沃斯低通有源滤波器
滤波电路的阶数
判断方法： 独立动态元件的个数； 传递函数中极点的个数；（H（s）=B（s）/A（s））
意义：
衡量滤波的效果，阶数越高，滤波效果越好。 比如1阶滤波电路的衰减陡度不会超过-6db/oct，（oct为每倍频），为了增大衰减 陡度，就需要提高滤波电路的阶数
背景知识——干扰和噪声
干扰：受外部系统影响而产生误差电压和电流现象
生物医学信号微弱，系统具有高灵敏度，易把干扰引入测试系统 处于强电磁场环境：50Hz工频干扰
噪声：来自系统内部的随机扰动，由系统材料及元器件产生
1/f噪声，又称闪烁噪声或低频噪声，发生在两导体的连接处 热噪声，热噪声是导体中载流子随机热运动引起的，电阻、电容、电感、运放等均产生热噪声 散粒噪声，在半导体器件中，载流子产生与消失的随机性，使得流动着的载流子数目发生波动，由 此引起电流瞬时涨落，属于白噪声
背景知识——滤波器的作用
输入（INPUT） 系统(SYSTEM) 输出(OUTPUT)
信号 噪声 干扰
滤波器
信号
滤波器也可称为选频网络 信号的幅度、相位都会发生变化
模拟滤波器的分类
根据是否使用运放：无源滤波电路
有源滤波电路
根据电路拓扑结构：MFB滤波电路
Sallen key滤波电路
根据通带频率范围：低通滤波电路 高通滤波电路 带通滤波电路
缺点：通带内的信号有能量损耗，负 载效应比较明显，使用电感元件时容易引 起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体 积和重量都比较大，在低频域不适用
不同类型滤波电路的幅度平方响应
巴特沃斯滤波电路 切比雪夫I型滤波电路 切比雪夫II型滤波电路 贝塞尔滤波电路 椭圆滤波电路
滤波电路设计示例
汇报人：XXX
时间：2017年10月28日
目录
背景知识
干扰和噪声
滤波器的作用 模拟滤波器的分类 滤波电路的阶数 滤波电路的通频带 滤波电路其它指标 无源与有源滤波电路 不同类型滤波电路的特点 滤波电路设计示例 利用Ti公司的webench进行设计
利用fiter solution软件进行设计
滤波电路的通频带
滤波电路其它参数
无源滤波电路
RC低通滤波器
Vo（jw）=T（jw）·Vi（jw） Uo（t）=H（t）*Ui（t）
有源滤波电路
2阶Sallen key型低通有源滤波电路
无源滤波电路与有源滤波电路的比较
无源滤波电路 优点：无源滤波器具有结构简单、成 本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低
低通滤波，-3db截止频率100kHz 增益为2 通带纹波小于0.5db
阻带频率为500kHz时，衰减至-45db
利用Ti公司的webench进行设计
利用fiter solution软件进行设计
Thank you！
有源滤波电路
优点：可动态滤除各次谐波，对系统 内的谐波能够完全吸收；不会产生谐振。 通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还 可以放大，负载效应不明显，多级相联时 相互影响很小，利用级联的简单方法很容 易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、 重量轻、不需要磁屏蔽。 缺点：通带范围受有源器件的带宽限 制，需要直流电源供电，可靠性不如无源 滤波器高，在高压、高频、大功率的场合 不适用
根据滤波特性：
巴特沃斯滤波电路 贝塞尔滤波电路 切比雪夫滤波电路
带阻滤波电路
椭圆滤波电路
这种分类是对滤波电路不同维度的描述，实际使用中，四阶巴特沃斯低通有源滤波器
滤波电路的阶数
判断方法： 独立动态元件的个数； 传递函数中极点的个数；（H（s）=B（s）/A（s））
意义：
衡量滤波的效果，阶数越高，滤波效果越好。 比如1阶滤波电路的衰减陡度不会超过-6db/oct，（oct为每倍频），为了增大衰减 陡度，就需要提高滤波电路的阶数
背景知识——干扰和噪声
干扰：受外部系统影响而产生误差电压和电流现象
生物医学信号微弱，系统具有高灵敏度，易把干扰引入测试系统 处于强电磁场环境：50Hz工频干扰
噪声：来自系统内部的随机扰动，由系统材料及元器件产生
1/f噪声，又称闪烁噪声或低频噪声，发生在两导体的连接处 热噪声，热噪声是导体中载流子随机热运动引起的，电阻、电容、电感、运放等均产生热噪声 散粒噪声，在半导体器件中，载流子产生与消失的随机性，使得流动着的载流子数目发生波动，由 此引起电流瞬时涨落，属于白噪声
背景知识——滤波器的作用
输入（INPUT） 系统(SYSTEM) 输出(OUTPUT)
信号 噪声 干扰
滤波器
信号
滤波器也可称为选频网络 信号的幅度、相位都会发生变化
模拟滤波器的分类
根据是否使用运放：无源滤波电路
有源滤波电路
根据电路拓扑结构：MFB滤波电路
Sallen key滤波电路
根据通带频率范围：低通滤波电路 高通滤波电路 带通滤波电路
缺点：通带内的信号有能量损耗，负 载效应比较明显，使用电感元件时容易引 起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体 积和重量都比较大，在低频域不适用
不同类型滤波电路的幅度平方响应
巴特沃斯滤波电路 切比雪夫I型滤波电路 切比雪夫II型滤波电路 贝塞尔滤波电路 椭圆滤波电路
滤波电路设计示例