低成本和高选择性的无源RC滤波器

 

 

低成本和高选择性的无源RC滤波器

在音频领域，LC滤波器由于需要采用昂贵和体积较大的电感而不受欢迎。在固态有源器件出现之前，无源RC滤波器是音频设计中的一种选择。在过去30年间，模拟有源RC滤波器和数字滤波器已经占据了大多数低频率滤波器应用。

偶尔，带有四个或更少电路元件的非常简单的无源RC滤波器会在实验中用作教学目的。但是，这些无源RC滤波器的选择性是有限。不过，最近无源RC滤波器得到了该进，从而可以提供低成本和高选择性。

与LC滤波器不同，RC滤波器是一种对频率敏感的衰减器，具有很大的带通插入损耗(大约10dB，包括反射损耗)。高通滤波器采用级联的T型结构，低通滤波器采用级联的π型结构。

滤波器的设计过程非常简单，所有电阻的阻值都等于电路的特征阻抗。在设计参考频率上，所有电容都提供一个针对电源阻抗和负载阻抗归一化(Normalized)的统一容抗。两个滤波器的额定基准频率都为1.2 kHz。两个滤波器都建在矢量板上，并被安装在带有输入/输出BNC面板插头的压铸(die-cast)铝套里。测试滤波器需要一个600Ω的信号发生器和一个前面有600Ω馈通匹配的高抗阻仪表。

图1是RC低通滤波器的原理图。所有的电容都是0.22μF(公差±2%)、50V的聚丙烯电容。电阻为590 Ω(公差±1%)、1/4W的金属薄膜电阻。请参看表1中的测试数据。

图2是RC高通滤波器的原理图。所有电容都是0.22μF(公差±2%)、50V的聚丙烯电容。电阻是620 Ω(公差±5%)、1/2W的化合物电阻。请参看表2的测试数据。

在音频领域，无源RC滤波器是很容易设计的，并且它们不需要外部直流激励。对无源RC低/高通滤波器的测试表明，它们的响应曲线是单调的。利用合适的元件滤波器，相关止带部分的能量衰减度超过40dB。通过选用最小数量的不同值元件来降低成本是有可能的。

总之，无源RC滤波器对高电压和高功率应用来说是一个很好的设计选择。

原文来自：http://hi.baidu.com/rdfuture/blog/item/9da92836f356fddba2cc2bc5.html

 滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制（或衰减）的电子装置。
工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器，

  六十年代以来，集成运放获得了迅速地发展，由它和R、C组成的有源滤波器，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，而输出阻抗又很低，而且，由其构成的有源滤波器还具且一定的电压放大和缓冲作用。
因此，基于放大器和R、C构成的有源滤波器应用日益广泛。

  随着微电子学的发展，人们已经可以把一些电阻和电容与运放集成在一块芯片上构成通用有源滤波器（Universal  Active Filter,UAF）。
这种芯片集成度高，片内集成了设计滤波器所需的电阻和电容，在应用中只需极少数外部器件就可以很方便地构成一个源滤波器。

  BB（Burr-Brown）公司的UAF42就是这一类通用有源滤波器的代表。它可广泛应用于高通、低通和带通滤波器设计中。
它采用典型的状态可调（state-variable）模拟结构，内部集成了一个反向放大器和两个积分器。该积器包括1000μF（±5%）的电容。
因此较好的解决了有源波器设计中获得低损耗（low-loss）电容的问题。

无源滤波器没有零点漂移等问题，但带负载能力远不如有源滤波器。
有源滤波器带负载能力好，曲线更近于理想，但存在零点问题，而且在通带外较远处（例如100倍频处）衰减不如无源滤波器。

 

原文来自：http://hi.baidu.com/rdfuture/blog/item/9da92836f356fddba2cc2bc5.html