這節(jié)非常深入地介紹了用運放組成的有源濾波器。在很多情況中，為了阻擋由于虛地引起的直流電平，在運放的輸入端串入了電容。這個電容實際上是一個高通濾波器，在某種意義上說，像這樣的單電源運放電路都有這樣的電容。設(shè)計者必須確定這個電容的容量必須要比電路中的其他電容器的容量大100 倍以上。這樣才可以保證電路的幅頻特性不會受到這個輸入電容的影響。如果這個濾波器同時還有放大作用，這個電容的容量最好是電路中其他電容容量的1000 倍以上。如果輸入的信號早就包含了VCC/2 的直流偏置，這個電容就可以省略。
這些電路的輸出都包含了VCC/2 的直流偏置，如果電路是最后一級，那么就必須串入輸出電容。
這里有一個有關(guān)濾波器設(shè)計的協(xié)定，這里的濾波器均采用單電源供電的運放組成。濾波器的實現(xiàn)很簡單，但是以下幾點設(shè)計者必須注意：
??? 1. 濾波器的拐點(中心)頻率
??? 2. 濾波器電路的增益
??? 3. 帶通濾波器和帶阻濾波器的的Q值
??? 4. 低通和高通濾波器的類型(Butterworth 、Chebyshev、Bessell)
不幸的是要得到一個完全理想的濾波器是無法用一個運放組成的。即使可能，由于各個元件之間的負(fù)雜互感而導(dǎo)致設(shè)計者要用非常復(fù)雜的計算才能完成濾波器的設(shè)計。通常對波形的控制要求越復(fù)雜就意味者需要更多的運放，這將根據(jù)設(shè)計者可以接受的最大畸變來決定?；蛘呖梢酝ㄟ^幾次實驗而最終確定下來。如果設(shè)計者希望用最少的元件來實現(xiàn)濾波器，那么就別無選擇，只能使用傳統(tǒng)的濾波器，通過計算就可以得到了。
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3．1 一階濾波器
一階濾波器是最簡單的電路，他們有20dB 每倍頻的幅頻特性
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3．1．1 低通濾波器
典型的低通濾波器如圖十三所示。
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圖十三
3．1．2 高通濾波器
典型的高通濾波器如圖十四所示。
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圖十四
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3．1．3 文氏濾波器
文氏濾波器對所有的頻率都有相同的增益，但是它可以改變信號的相角，同時也用來做相角修正電路。圖十五中的電路對頻率是F 的信號有90 度的相移，對直流的相移是0度，對高頻的相移是180度。
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3．2 二階濾波器
二階濾波電路一般用他們的發(fā)明者命名。他們中的少數(shù)幾個至今還在使用。有一些二階濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以組成低通、高通、帶通、帶阻濾波器，有些則不行。這里沒有列出所有的濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只是將那些容易實現(xiàn)和便于調(diào)整的列了出來。
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圖十五
二階濾波器有40dB 每倍頻的幅頻特性。
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通常的同一個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的帶通和帶阻濾波器使用相同的元件來調(diào)整他們的Q 值，而且他們使濾波器在Butterworth 和Chebyshev 濾波器之間變化。必須要知道只有Butterworth 濾波器可以準(zhǔn)確的計算出拐點頻率，Chebyshev 和Bessell濾波器只能在Butterworth 濾波器的基礎(chǔ)上做一些微調(diào)。
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我們通常用的帶通和帶阻濾波器有非常高的Q 值。如果需要實現(xiàn)一個很寬的帶通或者帶阻濾波器就需要用高通濾波器和低通濾波器串連起來。對于帶通濾波器的通過特性將是這兩個濾波器的交疊部分，對于帶阻濾波器的通過特性將是這兩個濾波器的不重疊部分。
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這里沒有介紹反相 Chebyshev 和 Elliptic 濾波器，因為他們已經(jīng)不屬于電路集需要介紹的范圍了。
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不是所有的濾波器都可以產(chǎn)生我們所設(shè)想的結(jié)果――比如說濾波器在阻帶的最后衰減幅度在多反饋濾波器中的會比在Sallen－Key 濾波器中的大。由于這些特性超出了電路圖集的介紹范圍，請大家到教科書上去尋找每種電路各自的優(yōu)缺點。不過這里介紹的電路在不是很特殊的情況下使用，其結(jié)果都是可以接受的。
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3．2．1 Sallen－Key濾波器
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Sallen-Key 濾波器是一種流行的、廣泛應(yīng)用的二階濾波器。他的成本很低，僅需要一個運放和四個無源器件組成。但是換成Butterworth 或Chebyshev 濾波器就不可能這么容易的調(diào)整了。請設(shè)計者參看參考條目【1】和參考條目【2】，那里介紹了各種拓?fù)涞募?xì)節(jié)。
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這個電路是一個單位增益的電路，改變Sallen－Key 濾波器的增益同時就改變了濾波器的幅頻特性和類型。實際上Sallen－Key 濾波器就是增益為1的Butterworth 濾波器。
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圖十六
3．2．2 多反饋濾波器
多反饋濾波器是一種通用，低成本以及容易實現(xiàn)的濾波器。不幸的是，設(shè)計時的計算有些復(fù)雜，在這里不作深入的介紹。請參看參考條目【1】中的對多反饋濾波器的細(xì)節(jié)介紹。如果需要的是一個單位增益的Butterworth 濾波器，那么這里的電路就可以給出一個近似的結(jié)果。
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圖十七
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3．2．3 雙T濾波器
雙T 濾波器既可以用一個運放也可儀用兩個運放實現(xiàn)。他是建立在三個電阻和三個電容組成的無源網(wǎng)絡(luò)上的。這六個元件的匹配是臨界的，但幸運的是這仍是一個常容易的過程，這個網(wǎng)絡(luò)可以用同一值的電阻和同一值的電容組成。用圖中的公式就可以同時的將R3 和C3 計算出來。應(yīng)該盡量選用同一批的元件，他們有非常相近的特性。
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3．2．3．1 單運放實現(xiàn)
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圖十八
如果用參數(shù)非常接近的元件組成帶通濾波器，就很容易發(fā)生振蕩。接到虛地的電阻最好在E－96 1％系列中選擇，這樣就可以破壞振蕩條件。
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圖十九
3．2．3．2 雙運放實現(xiàn)
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典型的雙運放如圖20到圖22所示
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圖二十
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圖二十一
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圖二十二