有源濾波器的特點及分類詳解

有源濾波器的頻率范圍是由直流到500KHZ，在低頻范圍內(nèi)已取代了傳統(tǒng)的LC濾波器。特別是在很低頻率下不可能實現(xiàn)LC濾波器，但有源濾波器卻能給出滿意的結(jié)果。

1、有源濾波器它的輸入阻抗高，輸出阻抗極低，因而具有良好的隔離性能，所以各級之間均無阻抗匹配的要求。

2、易于制作截止頻率或中心頻率連續(xù)可調(diào)的濾波器且調(diào)整容易。

3、如果使用電位器、可變電容器，有源濾波器的頻率精度易于達到0.5%。

4、不用電感器，體積小、重量輕，在低頻情況下，這種優(yōu)點就更極為突出。

5、設(shè)計有源濾波器比設(shè)計LC濾波器具靈活性，也可得到電壓增益。

但是應當注意，有源濾波器以集成運放作有源元件，所以一定要電源，輸入小信號時受運放帶寬有限的限制，輸入大信號時受運放壓擺率的限制，這就決定了有源濾波器不適用于高頻范圍。目前實用范圍大致在100KHZ以內(nèi)，另一方面，在頻率高于100KHZ時，無源濾波器的性能卻比有源濾波器的好，當頻率高于10MHZ時，無源濾波器則更顯得優(yōu)越。

有源濾波器按通帶性能的分類

像無源濾波器一樣，按通帶性能劃分有圖5.1-1所示的四種類型。即低通濾波器（LPF）高通濾波器（HPF），帶通濾波器（BPF），和帶阻濾波器（BEF）。以上四種濾波器，又統(tǒng)稱為選頻濾波器。

除了選頻濾波器之外，還有以相位響應為主要特性的其他一些濾波器，如全通濾波器。它的輸出幅度在全頻城內(nèi)是恒定不變的，但輸出信號對輸入信號的相移卻是頻率的函數(shù)。因此全通濾波器也稱為相移濾波器。其幅頻響應和相頻響應如圖4.4-41所示。

有源濾波器以傳輸特性分類

最平通帶“巴特沃斯”響應

巴特沃斯濾波器的特點是在通帶以內(nèi)幅頻曲線的幅度最平坦，由通帶到阻帶衰減陡度較緩，截止頻率以后的衰減速率為6MDB/倍頻程，相頻特性是非線性的。對階躍信號有過沖和振鈴現(xiàn)象。巴特沃斯濾波器是一種通用型濾波器，又稱為最平幅度濾波器，巴特沃斯低通濾波器特性如圖5.4-42所示。

通事等波紋“切比雪夫”響應

切比雪夫濾波器的特點是在通帶內(nèi)，具有相等的波紋。截頻衰減陡度比同階數(shù)巴特沃斯特性更陡度比同階數(shù)程時的衰減就超過6NDB。在階數(shù)N一定時，波紋越大，截頻衰減陡度越陡。相位響應也是非線性，但較之比巴特沃斯為差。切比雪夫低通濾波器特性如圖5.4-43所示。

延遲平坦“貝塞爾”響應

貝塞爾濾波器的特點是延時特性最平坦，幅頻特性最平坦區(qū)較小，從通帶到阻帶衰減緩慢。貝塞爾濾波器的幅頻特性比巴特沃斯或切比雪夫濾波器差，但從圖5.4-44看出，貝塞爾濾波器的相位特性要好得多。貝塞爾濾波器又稱為線性相移或恒定延時濾波器。