模拟电路中的无源滤波器是由无源元件R、L、C组成的,而有源滤波器是由运放、R、C组成的,可以不用电感就能实现低通、高通、带通、带阻等功能,而且输入阻抗高、输出阻抗低、负载效应小。
下面介绍二阶有源低通滤波器的数学模型——传递函数。
1.电路原理图
二阶有源低通滤波器是由两个独立的储能电容、外围电阻和一个运放组成的,电路图如下所示:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210205135218172.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1eGluYmFuZzE5ODk=,size_16,color_FFFFFF,t_70)
其中,R、C、R1、Rf代表的是电阻电容的阻值或容值。
根据电路中的复频域分析方法,画出电路的频域模型:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210205135547377.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3R1eGluYmFuZzE5ODk=,size_16,color_FFFFFF,t_70)
、
均为电路中的中间变量,
、
分别是模型的输入、输出变量。
2.传递函数的推导
根据运放的虚短特性,得到
根据虚断特性,得到
根据KCL,在结点A,有
代入 的表达式,整理得到
滤波器的传递函数为
写成更一般的形式
这个传递函数 就是这个二阶有源低通滤波器的数学模型。