二階壓控電壓源低通濾波器的傳遞函數

一、二階壓控電壓源低通濾波器(賽倫-凱電路/二階正相低通濾波器)

該電路是一個經典二階低通濾波器,特點:

1)、輸入電壓經過兩級RC低通電路

2)、輸入電壓進入集成運放的同相輸入端,即同相放大

3)、第一級RC電路的電容不接地,改接到輸出端。原因:引入反饋,使輸出電壓在高頻段迅速下降,但在截止頻率範圍內不要降太多。

 

1、電流分析法:

這個是典型的同相放大器,因此其爲:

放大倍數(零頻增益)                                (1)

令電阻R都一致,C都一致。再對節點Um和同相放大器的正相輸入端點U+,進行電流分析。有:

流入節點Um的電流                         (2)

前兩個不做解釋,第三個是電容電流的向量形式。爲什麼

流入節點U+的電流                      (3)

 

將以上三個式子聯立得傳遞函數爲:

               (4)

  爲等效品質因數。

2、復導納分析

用復導納法,Y1=1/R1,Y2=1/R2,Y3=sC1 Y4=sC2,令s=jw則轉化爲下圖:

同樣從節點Um和U+分析。復導納是什麼?

節點Um:

                   (5)

                       (6)

節點U+

                               (7)

               

將Y2移項:

                                                    (8)

 

將8帶入6,再化簡移向得到複頻域形式:

           (9)

上下再同除以:Y1,Y2,Y3,Y4

得:

           (10)

有:

             (11)

上下再同乘以s方,除以R1R2,再有:
         (12)

與低通濾波器傳遞函數一般形式

                             (13)

比:

截止角頻率:

阻尼係數:

                              (14)

 

二、二階反相型低通有源濾波器

1、介紹

二階反相型低通有源濾波器是反相比例積分器的輸入端再加一節RC低通電路構成的。

 

同上,採用電流分析

對於N點電流:

對於N點電壓:

聯立得到:

參考文獻:

[1]強推二階濾波電路 

[2]強推二階低通濾波傳遞函數介紹

[3]模擬電子技術一些有源濾波器件計算及傳遞函數

[4]二階濾波器的標準傳遞函數,零、極點分佈

[5]二階設計

[6]​​​​​​​高明甫,楊 勇,孔令斌.二階壓控電壓源低通濾波器設計 (中國地質大學(武漢)物理系)[J].電子元器件,2010,2(3):12-22.

 

 

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