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1.1 滤波器的特性与种类1

1.1.1 各种滤波器——本书介绍频率意义上的滤波器1

第1章 概述1

1.1.2 噪声与滤波器的带宽3

1.1.3 滤波器对白噪声的滤波效果3

1.1.4 防混浠作用的低通滤波器5

1.1.5 高通滤波器（HPF）的作用7

1.1.6 带通滤波器（BPF）的作用8

1.1.7 带阻滤波器（BEF）的作用8

1.1.8 模拟滤波器与数字滤波器9

1.1.9 能够自制的滤波器10

1.1.10 由厂家制作的滤波器11

1.2.1 滤波器的阶数与衰减陡度12

1.2 滤波器的频率响应与时间响应特性12

1.2.2 最大平坦：巴特沃斯特性13

1.2.3 快速调整阶跃响应的贝塞尔特性13

1.2.4 实现陡峭特性的切比雪夫特性14

1.2.5 更加陡峭——椭圆（Elliptic）特性15

1.2.6 滤波器的副作用——对响应特性的影响15

1.2.7 高通滤波器的时间响应特性15

1.2.8 带通滤波器的时间响应特性19

第2章 RC滤波器与RC电路网络的设计21

2.1 最简单的RC滤波器21

2.1.1 RC低通滤波器的特性21

2.1.2 DC前置放大器上附加RC滤波器22

2.1.3 RC滤波器的多级连接23

2.2 加深对RC电路网络的印象26

2.2.1 表现电路网络动作的万能曲线26

2.2.2 设计时利用渐近线27

2.2.3 高频截止／低频截止的A万能曲线28

2.2.4 描述相位返回特性的B万能曲线29

2.2.5 PLL电路中应用的高频截止的B万能曲线30

2.2.6 应用于OP放大器相位补偿的低频截止的B万能曲线33

第3章 有源滤波器的设计37

3.1 概述37

3.1.1 有源滤波器——确定参数值时的自由度高37

3.1.2 2阶有源滤波器设计基础38

3.2.1 经常使用的正反馈型2阶LPF（增益＝1）的构成40

3.2 有源低通滤波器的设计40

3.2.2 5阶巴特沃斯LPF的计算例41

3.2.3 使LPF具有放大率的滤波电路43

3.2.4 正反馈型LPF（增益≠1）的构成43

3.2.5 减小元件灵敏度和失真的多重反馈型LPF45

3.2.6 有源LPF的高频特性47

3.3 有源高通滤波器的设计49

3.3.1 正反馈型2阶HPF的构成49

3.3.2 5阶切比雪夫HPF的计算例50

3.3.3 多重反馈型HPF的构成51

3.4 状态可调滤波器的设计52

3.4.1 状态可调滤波器的概念52

3.4.2 反转型与非反转型在特性上的差别53

3.4.4 状态可调滤波器模块57

3.4.3 在可变频率-可变Q的通用滤波器中的应用57

3.4.5 低失真率的双截型滤波器58

3.5 带通滤波器的设计59

3.5.1 将LPF与HPF级联59

专栏A 状态可调滤波器在低失真率振荡器中的应用61

3.5.2 Q＝10以下的1个OP放大器的多重62

反馈型BPF62

3.5.3 中心频率为1kHz,Q＝5的带通滤波器63

3.5.4 2个放大器的高Q值BPF65

3.5.5 能够用于评价OP放大器噪声的带宽100Hz的BPF66

3.6 带阻滤波器的设计69

3.6.1 使用BPF的带阻滤波器69

3.6.2 测量失真用的双T陷波滤波器71

附录 有源滤波器设计用的归一化表73

第4章 LC滤波器的设计79

4.1 LC滤波器概述79

4.1.1 LC滤波器在10kHz以上的使用价值高79

4.1.2 利用归一化表和模拟器使设计变得简单80

4.1.3 LC滤波器的两种类型81

4.2 LC滤波器的设计81

4.2.1 低通LC滤波器的设计81

4.2.2 归一化表的使用方法83

4.2.3 由低通滤波器（LPF）变换为高通滤波器（HPF）84

4.2.4 变换为带通滤波器（BPF）85

专栏B 函数台式计算机的应用88

4.2.5 BPF的带宽越窄响应越慢89

4.3.1 附有5阶低通滤波器的前置放大器91

4.3 LC滤波器的实验制作91

4.3.2 巴特沃斯BPF的试制94

第5章 模拟LC型有源滤波器的设计97

5.1 模拟LC的概念97

5.1.1 不希望使用线圈97

5.1.2 实现FDNR的电路98

5.2 实用的FDNR滤波器的设计98

5.2.1 5阶LPF的设计98

5.2.2 特点——不受OP放大器直流漂移的影响100

5.2.3 注意最大输入电平102

5.2.4 信号源电阻为0Ω的FDNR滤波器102

5.2.5 信号源电阻为0Ω的FDNR 5阶低通滤波器的试制105

5.2.6 抗误差用7阶切比雪夫滤波器的设计108

5.2.7 特性的检验110

5.2.8 利用高速A/D转换器减轻滤波器的负担112

5.2.9 将电容变换为电感的GIC113

第6章 滤波器使用的RLC117

6.1 滤波器使用的电阻器117

6.1.1 各种电阻器117

6.1.2 滤波器电路中的金属膜电阻器117

6.1.3 电阻的频率特性119

6.2 滤波器使用的电容器121

6.2.1 电容器要注意等效串联电阻Rs121

6.2.2 精密滤波器中不使用铝电解电容器124

6.2.3 叠层陶瓷电容器126

6.2.4 薄膜电容器128

6.2.6 云母电容器130

6.2.5 苯乙烯电容器130

6.3 滤波器使用的线圈133

6.3.1 线圈的种类和等效电路133

6.3.2 微型电感（圆筒形）135

6.3.3 壶形铁心138

6.3.4 用壶形铁心制作电感器的要点139

6.3.5 基于壶形铁心的100mH电感器的设计142

6.3.6 方形金属外壳电感器145

6.3.7 环形铁心147

6.3.8 环形铁心电感器的设计例148

专栏C 关于E系列标准值151

7.1.1 不可轻视变压器的作用153

7.1.2 变压器的基本动作153

7.1 变压器概述153

第7章 变压器对噪声的阻断／抑制作用153

7.1.3 变压器的等效电路154

7.1.4 决定低频特性的激磁电感和线圈电阻155

7.1.5 决定高频特性的泄漏电感和线圈电容157

7.2 利用输入变压器改善测量放大器的噪声特性158

7.2.1 利用输入变压器使信号升压158

7.2.2 进一步改善低噪声OP放大器电路的噪声特性159

7.2.3 输入变压器也有除去共模噪声作用160

7.2.4 输入变压器的参数163

7.2.5 将变压器输出开路求激磁电感163

7.2.6 将变压器输出短路求泄漏电感165

7.2.7 输入变压器的典型参数165

7.2.8 输入变压器的模拟166

7.2.9 高频范围凸峰的补偿167

7.3 除去来自电源的噪声169

7.3.1 电源噪声的混入由变压器的参数规格所决定169

7.3.2 电源变压器的形状170

7.3.3 阻断共模噪声的静电屏蔽171

7.3.4 抑制泄漏磁通的电磁屏蔽174

附录 针对电源噪声的噪声滤波变压器175

第8章 共模扼流圈的应用179

8.1 复习——电子设备的外来噪声179

8.1.1 外来噪声有共模型和简正型179

8.1.2 简正模噪声及措施179

8.1.3 由于共同接地发生的共模噪声181

8.1.4 设备内部的共模噪声181

8.2.1 共模扼流圈的作用182

8.2 共模扼流圈的应用182

8.2.2 共模扼流圈的等效电路183

8.2.3 共模扼流圈的绕制184

8.2.4 选择泄漏电感小的扼流圈186

8.3 电源用传输滤波器187

8.3.1 传输滤波器的动作187

8.3.2 传输滤波器的选用188

8.3.3 传输滤波器的数据与使用状态下不同189

8.3.4 传输滤波器的安装方法190

8.3.5 注意脉冲电流使铁心饱和的问题191

8.3.6 注意传输滤波器漏电流引起的触电193

8.3.7 意外情况下的共模扼流圈铁心194

9.1.1 通频带变窄与Q值的提高197

第9章 锁相放大器的原理与实验197

9.1 锁相放大器概述197

9.1.2 锁相放大器的结构198

9.1.3 相敏检测器PSD200

9.1.4 乘法运算中转换——同步检波201

9.1.5 不需相位调整的双相位锁相放大器202

9.1.6 动态余量表征能够允许的噪声量203

9.1.7 相位噪声决定测量极限205

9.1.8 用时间常数表征低通滤波器的特性206

9.1.9 噪声密度的测量207

9.2 锁相放大器的实验208

9.2.1 试制的锁相放大器概况208

9.2.2 使用74HC4046的PLL209

9.2.3 VCO特性的改善211

9.2.4 利用相位频率型比较器进行相位比较213

9.2.5 参考信号电路的具体构成214

9.2.6 产生准确的参考信号214

9.2.7 PLL低通滤波器参数的计算217

9.2.8 相位调整电路218

9.2.9 PLL电路响应特性的确认220

9.2.10 相位调整电路的设计要点223

9.2.11 PSD的设计要点224

9.2.12 时间常数电路的设计要点226

9.2.13 DC增益与动态余量227

专栏D 相位检波器模块228

9.2.14 矢量运算求振幅和相位229

9.2.15 锁相放大器的调整230

第10章 锁相放大器的使用方法235

10.1 熟练使用锁相放大器235

10.1.1 锁相放大器产品的结构235

10.1.2 锁相放大器的使用环境237

10.1.3 关于参考信号238

10.1.4 输入信号的连接方法很重要238

10.1.5 输入端的差动平衡240

10.1.6 设定动态余量的方法242

10.2 锁相放大器应用范围的扩大242

10.2.1 检测微小变化242

10.2.2 输出信号有跳动时的观测方法243

10.2.3 截光器的应用——光测量244

10.2.4 光源特性变化的补偿——使用截光器的双光束法245

10.3 利用锁相放大器的应用测量246

10.3.1 广阔的微小信号测量领域246

10.3.2 在红外分光光度计中的应用247

10.3.3 在2次量子光分光分析中的应用248

10.3.4 在光声光谱仪中的应用248

10.3.5 在超导材料评价中的应用249

10.3.6 在金属材料张力试验中的应用251

10.3.7 俄歇电子能谱分析技术（Auger Electron Spectroscopy,AES）251

10.3.8 在金属探测器中的应用253

10.3.9 在涡流探伤仪中的应用254

10.3.10 在RLC测量仪中的应用255

10.3.11 在测定化学阻抗中的应用257

10.3.12 在电子束测量中的应用259