一 : 漫谈一阶低通滤波_福_瑞
漫谈一阶低通滤波器
（一）RC低通滤波
以上两幅图是DAC的输出以及RC滤波后的效果，DAC输出有明显锯齿，经过阻容滤波后的波形则平滑了。
RC低通滤波需要根据要通过和滤掉的频率成分确定R和C的值。其传递函数为
转折频率为
（二）TI的PWMDAC
TI在其2812电机控制文档中提供了一种巧妙的方法来观察波形，叫做PWMDAC，也就是把感兴趣的波形调制到PWM上，然后用RC低通滤波对PWM进行滤波，只要合理设置PWM的载频和RC滤波电路的转折频率，就可以起到与DAC相似的效果，成本是一个电阻和一个电容，当然比用DAC要小多了。（注：2812没有片上DAC）
（三）电机控制simulink仿真时，用一阶低通滤波器看波形
用Simulink仿真SVPWM模块时，想要看到输出的占空比是否是标准的马鞍形，如果直接把示波器加在模块
的输出上，只能看到PWM，看不出其变化规律。加一个一阶低通的传递函数，则可以将马鞍形的波形成功
显示出来。框图如下图，PWM载频8K，一阶环节转折频率500Hz。
示波器显示的滤波前后的波形如下图所示：
二 : 一阶低通滤波器
电子电路设计实践
设计题目： 二阶低通滤波器设计
系别： 电气工程学院 专业： 电气工程及其自动化
班级： 2011级1班 姓名：
学号： 指导教师：
时间：
绥化学院电气工程学院
一阶低通滤波器 一阶低通滤波器
二阶低通滤波器设计
姓名：
学号：
班级：
一阶低通滤波器 一阶低通滤波器
一．设计任务
二阶低通滤波器
二．具体要求
截止频率为2khz
三、 设计方案： 所谓低通滤波器(LPS：low pass filter)是允许低频讯号通过，而不允许高频讯号通过的滤波器。（www.61k.com）
如下图1二阶低通滤波器主要包括：
1.集成运算放大器部分：简称集成运放，是具有高放大倍数的集成电路。它的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部分。输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。
2.
低通滤波网络：滤波电路的作用实质是“选频”，而低通滤波器则是指低频信号能够通过高频信号不能通过的滤波器 。
3.反馈网络：将电路输出端的信号一部分或者全部通过某种路径引回到输入端。
图1
图2电路组成 图3 响应曲线
通过对二阶低通滤波器的了解，设计一个二阶低通滤波器主要考虑以下几点：
1.滤波器的选择
一阶滤波器电路最简单，但带外传输系数衰减慢，一般在对带外衰减性
一阶低通滤波器 一阶低通滤波器
要求不高的场合下选用。（www.61k.com)无限增益多环反馈型滤波器的特性对参数变化比较敏感，在这点上它不如压控电压源型二阶滤波器。
2.级数的选择
滤波器的级数主要根据对带外衰减特殊性的要求来确定。每一阶低通或高通电路可获得-6dB每倍频程（-20dB每十倍频程）的衰减，每二阶低通或高通电路可获得-12dB每倍频程（-40dB每十倍频程）的衰减。
3.元器件的选择
一般设计滤波器时都要给定截止频率fc (ωc)带内增益Av，以及品质因数Q（二阶低通或高通一般为0.707）。在设计时经常出现待确定其值的元件数目多于限制元件取值的参数之数目，因此有许多个元件均可满足给定的要求，这就需要设计者自行选定某些元件值。一般从选定电容器入手，因为电容标称值的分档较少，电容难配，而电阻易配，可根据工作频率范围按照表1.1.3初选电容值。
四、 单元单路设计
1.集成运算放大器部分.
集成运放主要是用来实现电压，电流等信号的放大的。 按工作原理分类 :可分为电压，电流和跨导三种类型。
1.电压放大型: 实现电压放大，输出回路等效成由电压vI控制的电压源.
2.电流放大型: 实现电流放大，输出回路等效成由电流iI控制的电流源.
3.跨导型: 将输入电压转换成输出电流，输出回路等效成由电压vI控制的电流源iO，即iO=AgvI，Ag的量纲为电导，它是输出电流与输入电压之比，故称跨导.由于电流放大型具有驱动能力强、工作频率高、工作频带宽等特点，所以选择此运放如图1所示。
2.二阶低通滤波部分
低通滤波是指低频率的信号能通过而高频率的信号不可以通过。二阶低通滤波电路可分为有源滤波和无源滤波。
1. 有源滤波：原理上讲，有源滤波器可以达到很高的Q值，有源滤波自身就是谐波源。其依靠电力电子装置，在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅
一阶低通滤波器 一阶低通滤波器
值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。（www.61k.com)有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率。其优点是反映动作迅速，滤除谐波可达到95％以上，补偿无功细致。原理上讲，有源滤波器可以达到很高的Q值。
2. 无源滤波：虽然无源滤波具有成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大的优点，但是它的谐波滤除率一般只有80％，对基波的无功补偿也是一定的。而且放大倍数也较低，带负载能力也较差。所以我选择如图二所示的二阶低通有源滤波。
三．反馈部分
反馈就是指将放大电路的输出量或输出量的一部分，通过一定的方式，反送到放大电路的输入回路中去。根据反馈的极性不同可以分为正，负反馈两种。
一． 正反馈：能是输入信号增强为正反馈。可增大增益。
二． 负反馈：能使输入信号减弱的为负反馈。
虽然负反馈具有能提高放大器增益的稳定性，使放大器的通频带展宽，减少放大器的失真.和提高放大器的信噪比等优点，.但此中的反馈是为了使电压放大倍数增大，来使接近于f0的频段，幅频特性将得到补偿，而不会下降很快，所以选用如图三所示的正反馈。
五、 实验参数：
六、 元器件的选择：
七、 实验仿真图如图：
一阶低通滤波器 一阶低通滤波器
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图4
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三 : 那位大侠, 知道 串联 一阶低通滤波器 后 ,怎么算频率响应 ？
那位大侠, 知道 串联 一阶低通滤波器 后 ,怎么算频率响应 ?
比如说 680PF和10k电阻 组成的低通滤波, 截止频率23.4K; 那么两个这样的滤波器串联 截止频率是多少 怎么算 计算公式是什么 ?谢谢
串联以后变成一个二阶低通滤波器,其截止频率依靠二阶传递函数分母的常数项.公式见图.
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