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阻尼系數

發布時間:2011/12/21 9:30:53 訪問次數:3912

      如同前面所提及的,主動濾波器可以設計成具有巴特沃思、切比雪夫或貝塞爾頻率響應特性,不論它是低通、高通、帶通或帶阻類型。主動濾波器電路的阻尼系數( damping factor,DF),可以決定濾波器能顯示出哪一種頻率響應特性。 PCI2040PGE為了解釋基本觀念,圖15.6所示為一般的主動濾波器。它包含放大器,負反饋電路,以及具濾波作用的部分電踣。放大器和反饋電路連接成非反相放大線路結構。阻尼系數則由負反饋電路決定,并以下式加以定義:

                    DF=2-R1/R2    (15.5)

                  
    基本上,阻尼系數會透過負反饋的作用,影響濾波器的頻率響應。當輸出電壓有增加或減少的傾向時,可以通過負反饋引入相反的電壓信號,使得輸出電壓的變化受到抑制。假設阻尼系數值正確設定,這樣做可以使濾波器通帶的頻率響應曲線趨于平坦。雖然高等數學不屬于我們介紹的范圍,但是利用相關的高等數學理論,我們可以針對不同階數的濾波器導出所需阻尼系數,因而達到最平坦具有巴特沃思特性的頻率響應。
    產生想要的頻率響應特性,所需要的阻尼系數會依濾波器的階數(極點的數目)而有所不同。在這里極點(pole)指的只是由一個電阻和一個電容器所組成的電路。濾波器具有愈多極點,它的下降率就愈快。舉例來說,要得到二階巴特沃思的頻率響應,阻尼系數必須是1.414。而要實作出這個阻尼系數值,反饋電阻的比值必須是
                R1/R2=2-DF=2-1.414=0.586
    這個比值使得非反相濾波放大器的閉環增益Ac1(NI)等于1.586,其推導方式如下:  

      
   

      如同前面所提及的,主動濾波器可以設計成具有巴特沃思、切比雪夫或貝塞爾頻率響應特性,不論它是低通、高通、帶通或帶阻類型。主動濾波器電路的阻尼系數( damping factor,DF),可以決定濾波器能顯示出哪一種頻率響應特性。 PCI2040PGE為了解釋基本觀念,圖15.6所示為一般的主動濾波器。它包含放大器,負反饋電路,以及具濾波作用的部分電踣。放大器和反饋電路連接成非反相放大線路結構。阻尼系數則由負反饋電路決定,并以下式加以定義:

                    DF=2-R1/R2    (15.5)

                  
    基本上,阻尼系數會透過負反饋的作用,影響濾波器的頻率響應。當輸出電壓有增加或減少的傾向時,可以通過負反饋引入相反的電壓信號,使得輸出電壓的變化受到抑制。假設阻尼系數值正確設定,這樣做可以使濾波器通帶的頻率響應曲線趨于平坦。雖然高等數學不屬于我們介紹的范圍,但是利用相關的高等數學理論,我們可以針對不同階數的濾波器導出所需阻尼系數,因而達到最平坦具有巴特沃思特性的頻率響應。
    產生想要的頻率響應特性,所需要的阻尼系數會依濾波器的階數(極點的數目)而有所不同。在這里極點(pole)指的只是由一個電阻和一個電容器所組成的電路。濾波器具有愈多極點,它的下降率就愈快。舉例來說,要得到二階巴特沃思的頻率響應,阻尼系數必須是1.414。而要實作出這個阻尼系數值,反饋電阻的比值必須是
                R1/R2=2-DF=2-1.414=0.586
    這個比值使得非反相濾波放大器的閉環增益Ac1(NI)等于1.586,其推導方式如下:  

      
   

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