15.深入浅出：有源滤波电路——参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲

本节课是学习的难点，学生学后往往过多注意数学式子推导的繁琐性，而忽略了基本概念。讲课时注意简化数学推导，突出物理概念。
本节课的教学目的：
1、掌握滤波器的有关概念：
什么是滤波
什么是低通、高通、带通、带阻滤波，用途
什么是无源滤波、什么是有源滤波，用途
如何描述滤波特性
2、理解有源滤波器的工作原理和分析方法
一阶、简单二阶、压控电压源二阶LPF的组成
高通、带通、带阻滤波的组成
滤波电路的分析方法
3、学会识别有源滤波电路
4、了解状态变量型滤波器




如果是无源滤波器，那在负载变化时，通带放大倍数和截止频率都要改变，所以性能不稳定，怎么办呢？

有源滤波虽然能稳定滤波参数，可以放大，但是不能输出高电压和大电流。

低通滤波器

由于电容有隔直通交的频率响应特性，所以用来做滤波器，如下图，在频率无穷大的时候，电容相当于短路，放大器就没有了输入信号；在频率为0的时候，电容相当于断路，这就是电路相当于一个同相比例放大电路。那在中间的频率时，就有衰减的过程，这就是滤波器的基本原理：

现在的一阶电路滤波，放大倍数的下降比较缓慢，也就是过渡带太宽了，相当于过滤的效果拖泥带水，怎么办呢？上二阶！

经过一系列推导，反正是解决了拖泥带水的缺点，但是也产生了新的问题：截止频率降低了，只有特征频率的0.37倍，怎么使得fp=f0呢？加电压正反馈回路


公式的推导可以不用管，但是结论要理解，结论就是
频率刚好是特征频率的时候，通带时的放大倍数影响着此刻的实际放大倍数，且通带放大倍数Aup=2时，此特征频率对应的放大倍数也是2.
当Aup在2~3的时候，特征频率对应的放大倍数会比通带放大倍数还要大。为了以40分贝速率下降，往往会利用这一点。

高通、带通、带阻有源滤波器

带通要串联，带阻要求和

状态变量型滤波器

用负反馈决定通带放大倍数

状态变量滤波器 二阶电路的组成

图中是二阶低通低通和二阶高通：低通必须加电阻负反馈用来限制通带的放大倍数，不然频率越低放大倍数越大，没有限制。高通是因为把二阶低通看成反馈回路，逆运算就是高通。

还能输出带通，但是也要加电阻的负反馈限制通带放大倍数。

低通高通求和还能输出带阻信号。

运算电路和有源滤波器的比较

两个题：
1.读图：从频率趋近于0和无穷大来看信号的放大倍数，是低通还是高通还是带阻还是带通。
频率趋近于0时放大倍数1，趋近于无穷时放大倍数为1。所以这里是带阻滤波器，如果要带通，那就将带阻滤波电路放置在反馈回路上。

2.第一级是高通，第二级反相求和电路，表达式可以求出来，一个是经过高通的反相信号，一个是原来的信号，进行求和，实际上是作差，所以结果是一个低通滤波器。

参考《模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲
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