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有源滤波电路的测试与分析

发布时间:2012/7/13 19:15:17 访问次数:1189

    任务目标R2101S01-E2
    ·能正确测试有源滤波电路的幅额特性
    ·会分析有源滤波电路的功能、结构及元器件的作用
    任务内容
    ·一阶、二阶低通滤波器幅频特性测试与结果的分析
    ·一阶、二阶高通滤波器幅频特性测试与结果的分析
    ·二阶带通滤波器幅频特性测试与结果的分析
    ·二阶带阻滤波器幅频特性测试与结果的分析
    ·编写文档,记录有源滤波电路学习过程和测试结果
     知识点
    ·滤波电路的功能及其分类
    ·滤波电路的理想幅频特性
     有源滤波电路的基本组成、性能、特点和电路中各元器件的作用任务引导
     滤波屯路的基础知识
     滤波电路(也称滤波器)的作用实质上是选频,是对输入信号的频率具有选择性的一个二端网络。它允许某些频率(通常是某个频带范围)的信号通过,而其他频率的信号受到衰减或抑制,这些网络可以是由R、L、C元件或R、C元件构成的无滤波器,也可以是由R、C元件和有源器件构成的有源滤波器。滤波器在无线电通信、信号检测、信号处理、数据传输和干扰抑制等方面有较为广泛的应用。
    从20世纪20年代至60年代,滤波器主要是由无源元件R、L、C构成的无源滤波器。为了提高无源滤波器的质量,要求所用的电感元件具有较高的品质因数QL,但同时又要求有一定的电感量,这就必然增加电感元件的体积、重量与成本,这种矛盾在低频时尤为突出。为了解决这一矛盾,50年代有人提出用电阻、电容与晶体管组成的有源网络替代电感元件,由此产生了用有源元件和无源元件(一般是R和C)共同组成的有源滤波器。
    60年代以来,集成运放得到了迅速发展,由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又很低,由集成运放和R、C组成的有源滤波器,不但从根本上克服了R、L、C无源滤波器在低频时存在的体积和重量上的严重问题,而且成本低、质量可靠及寄生影响小。有源滤波电路中,集成运放工作在线性区,即有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器,具有一定的电压敖大和缓冲作用,这是无源滤波器所不能做到的。但是,由于集成运放固有的带宽限制,绝大多数有源滤波器仅限于音频范围内(f<20 kHz)应用,而无源滤波器没有这种上限频率的限制,适用的频率范围可高达500MHz。
    尽管如此,在声频范围内(f≤4kHz),有源滤波器在经济和性能上要比无源滤波器优越得多,因此在世界各国先进的电话通信系统中得到了极其广泛的应用。
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    ·能正确测试有源滤波电路的幅额特性
    ·会分析有源滤波电路的功能、结构及元器件的作用
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    ·一阶、二阶高通滤波器幅频特性测试与结果的分析
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    ·二阶带阻滤波器幅频特性测试与结果的分析
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     滤波屯路的基础知识
     滤波电路(也称滤波器)的作用实质上是选频,是对输入信号的频率具有选择性的一个二端网络。它允许某些频率(通常是某个频带范围)的信号通过,而其他频率的信号受到衰减或抑制,这些网络可以是由R、L、C元件或R、C元件构成的无滤波器,也可以是由R、C元件和有源器件构成的有源滤波器。滤波器在无线电通信、信号检测、信号处理、数据传输和干扰抑制等方面有较为广泛的应用。
    从20世纪20年代至60年代,滤波器主要是由无源元件R、L、C构成的无源滤波器。为了提高无源滤波器的质量,要求所用的电感元件具有较高的品质因数QL,但同时又要求有一定的电感量,这就必然增加电感元件的体积、重量与成本,这种矛盾在低频时尤为突出。为了解决这一矛盾,50年代有人提出用电阻、电容与晶体管组成的有源网络替代电感元件,由此产生了用有源元件和无源元件(一般是R和C)共同组成的有源滤波器。
    60年代以来,集成运放得到了迅速发展,由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又很低,由集成运放和R、C组成的有源滤波器,不但从根本上克服了R、L、C无源滤波器在低频时存在的体积和重量上的严重问题,而且成本低、质量可靠及寄生影响小。有源滤波电路中,集成运放工作在线性区,即有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器,具有一定的电压敖大和缓冲作用,这是无源滤波器所不能做到的。但是,由于集成运放固有的带宽限制,绝大多数有源滤波器仅限于音频范围内(f<20 kHz)应用,而无源滤波器没有这种上限频率的限制,适用的频率范围可高达500MHz。
    尽管如此,在声频范围内(f≤4kHz),有源滤波器在经济和性能上要比无源滤波器优越得多,因此在世界各国先进的电话通信系统中得到了极其广泛的应用。
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