濾波器可以定義為:它是一種用於重塑,修改和阻斷所有不需要的頻率的電路。通常,在低頻(<100 khz)應用中,無源濾波器使用電阻和電容組成。因此它被稱為無源rc濾波器。同樣,對於高頻(> 100 khz)訊號,無源濾波器可以設計為電阻 - 電感 - 電容組合。因此,這些電路被稱為無源rlc電路。通常使用三種濾波器設計:低通濾波器,高通濾波器和帶通濾波器本文討論低通濾波器。
1什麼是低通濾波器
低通濾波器(lpf) 的定義是一種用於傳遞低頻訊號,衰減高頻訊號的濾波器。低通濾波器的頻率響應主要取決於低通濾波器的設計以下是各型lpf介紹。
2一階低通濾波器
圖中顯示了一階lpf,請注意,積分器是lpf的基本構建塊。
一階低通濾波器
低通濾波器傳遞函式是:輸出與頻率成反比減小(衰減)。如果頻率加倍輸出是一半(每增加一倍頻率為-6 db)。
3二階低通濾波器
如下圖所示為二階低通濾波器。
二階低通濾波器
輸出與頻率的平方成反比地減小(衰減),如果頻率加倍輸出。( - 每增加一倍頻率為12 db)。
4採用運算放大器的低通濾波器
運算放大器的反饋環路可以與濾波器的基本元件結合使用,因此,通過使用除電感器之外的所需元件,可以輕鬆形成高效能lpf。
5採用運算放大器的一階有源lpf電路
單極有源低通濾波器如下所示。使用運算放大器的低通濾波器電路在反饋電阻兩端使用電容。當頻率增加以增強反饋電平,電容器的無功阻抗下降時,該電路具有更好的效果。
採用運算放大器的一階低通濾波器
可以通過處理電容的電抗等於電阻的頻率來完成該濾波器的計算。這可以通過使用以下公式獲得。
其中:xc是以歐姆為單位的容抗;
π是標準字母,其值為3.412;
f是頻率(單位-hz);
c是電容(units-farads)。
通過消除電容器的影響,可以以簡單的方式計算這些電路的帶內增益。
由於這些型別的電路有助於降低高頻增益,並且為每個倍頻程提供-6 db的衰減,因此,這種濾波器被稱為一階或單極低通濾波器。
6採用運算放大器的二階有源lpt電路
通過使用運算放大器,可以設計具有不同增益水平的寬範圍濾波器以及衰減模型。
採用運算放大器的二階有源lpf電路
其中:
在選擇值時,請確保電阻值在10千歐姆至100千歐姆的範圍內。
7低通濾波計算器
對於rc 低通濾波器電路,通過計算交叉頻率並繪製相應的圖譜,其被稱為波特圖。
例如:如果我們知道電路中電阻和電容的值,則可以使用以下公式計算低通濾波器傳遞函式。
計算給定電阻的頻率值以及電容值:
lpf波形
8低通濾波器應用
低通濾波器的應用包括:
韜略科技
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