目录
滤波器简介
1. 低通滤波器(LPF,Low Past Filter)
2. 高通滤波器(HPF,High Past Filter)
3. 带通滤波器(BPF,Band Pass Filter)
4. 带阻滤波器(BEF,Band Elimination Filter)
滤波器简介
滤波器是对波进行过滤的器件,是一种让某一频带内信号通过,同时又阻止这一频带外信号通过的电路。滤波器主要有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种,按照电路工作原理又可分为无源和有源滤波器两大类。
1. 低通滤波器(LPF,Low Past Filter)
低通滤波器的原理是利用电容通高频阻低频、电感通低频阻高频的原理。对于需要截止的高频,利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过;对于需要放行的低频,利用电容高阻、电感低阻的特点让它通过。 最简单的低通滤波器由电阻和电容元件构成,低通滤波器的作用是让低于转折频率f。的低频段信号通过, 而将高于转折频率f。的信号去掉。 工作原理:? ??????? ????????? 电容C的容抗 Zc = 1/jwc? ,?? RC低通滤波器的转折频率 fo = 1/(2piRC)
??????? (1)当输入信号Vin中频率低于转折频率f。的信号加到电路中时,由于C的容抗很大而无分流作用,所以这一低频信号经R输出。 ??????? (2)当Vin中频率高于转折频率f。时,因C的容抗已很小,故通过R的高频信号由C分流到地而无输出,达到低通的目的。 ????????? ==> “低通” : 是信号频率低于转折频率时,放其通过(类似于马路上的限高) 从伯德图中,可以看到,当f > fo 时,电压的函数曲线V(f)? - f , 开始急剧下降(斜率绝对值最大)当f = fo时,Vo相比Vin衰减到0.707
?2. 高通滤波器(HPF,High Past Filter)
最简单的高通滤波器是“一阶高通滤波器”,它的的特性一般用一阶线性微分方程表示,它的左边与一阶低通滤波器完全相同,仅右边是激励源的导数而不是激励源本身。当较低的频率通过该系统时,没有或几乎没有什么输出,而当较高的频率通过该系统时,将会受到较小的衰减。 实际上,对于极高的频率而言,电容器相当于“短路”一样,这些频率,基本上都可以在电阻两端获得输出。换言之,这个系统适宜于通过高频率而对低频率有较大的阻碍作用,是一个最简单的“高通滤波器”; 工作原理:
????????电容C的容抗 Zc = 1/jwc? ,?? RC低通滤波器的转折频率 fo = 1/(2piRC)
????????(1)当频率低于f。的信号输入这一滤波器时,由于C1的容抗很大而受到阻止,输出减小,且频率愈低输出愈小。 ??????? (2)当频率高于f。的信号输入这一滤波器时,由于C1容抗已很小,故对信号无衰减作用,这样该滤波器具有让高频信号通过,阻止低频信号的作用。 ??????? ==> “高通” : 是信号频率高于截止频率时,放其通过(类似于马路上的台阶)
?3. 带通滤波器(BPF,Band Pass Filter)
带通滤波器是一种仅允许特定频率通过,同时对其余频率的信号进行有效抑制的电路。由于它对信号具有选择性,故而被广泛地应用现在电子设计中。比如RLC振荡回路就是一个模拟带通滤波器。带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。 通常,滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好,这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而,随着滚降范围越来越小,通带就变得不再平坦,开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显,这种效应称为吉布斯现象。
核心思想:BPF基本上是谐振电路。谐振电路分为串联谐振电路和并联谐振电路; 对于串联谐振电路,若L和C无损耗,则在谐振频率时阻抗变为零;L越大,衰减特性越陡; 对于并联谐振电路,谐振频率时阻抗变为无穷大。L越小C越大,衰减特性越陡。
带通滤波器电路图大全(三款带通滤波器电路设计原理图详解)
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4. 带阻滤波器(BEF,Band Elimination Filter)
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