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解析低通濾波器的工作原理

來源:www.kaidadl.com 發(fā)布時間:2023-02-04 返回
  電子電路設(shè)計中,常用的濾波器分為高通濾波器、低通濾波器、帶阻濾波器、帶通濾波器,而這四種濾波器又統(tǒng)稱為有源濾波器。下面單獨談一下這個低通濾波器的工作原理與運用。
  低通濾波器
  低通濾波器特性:允許低頻信號經(jīng)過,將高頻信號衰減。當(dāng)信號處于低頻段的時分幅頻特性如下圖所示:
  
  低通濾波器的原了解釋完之后,再看下面的積分電路:
  
  上圖是簡化電路之后的一個無源積分電路,簡單剖析這個積分電路,假定請求它的時間常數(shù) T 需求大于它的信號脈沖寬度,而由于 T=RC,所以這個電路工作原理就是:
  
  假定輸入信號為矩形脈沖波(也能夠是正弦波),當(dāng)一個脈沖波呈現(xiàn)時,輸入端產(chǎn)生一個電流,經(jīng)過對 R3 和 C41 停止充電(電容兩端的電壓是不會突變的),這個時分,電容 C41 上的電壓漸漸增加,當(dāng)脈沖過去之后,輸入端的信號 UIN 就會為 0(電容兩端電壓不會突變),所以時間常數(shù) T 會比擬大,相對地,它的放電就會變得很遲緩。
  
  漸漸地,二個脈沖又過來了,在這時,由于之前的電還是沒有放掉,就能夠曉得,當(dāng)輸入脈沖波越密集,我們的 UOUT 就會越大。
  
  總結(jié)一下來說,所謂的積分電路就是獲取輸入信號 UIN 的均勻值構(gòu)成的電路,換句話說也能夠是低通濾波器電路??偨Y(jié)原理就是對低頻段的信號停止采集采樣,經(jīng)過后面的電容存儲,停止獲取輸入電流的均勻值。下圖能夠形象描繪:
  
  在弄分明積分電路之后,再看低頻濾波器電路就會了如指掌,下面是小編繪制的兩個低頻濾波器電路:一階低通濾波器、二階低通濾波器。
  
  從圖中,我們能夠看到,兩個濾波器都是由集成運放和無源低通濾波器組成(積分電路),而濾波器中反應(yīng)則是為了使運放工作在線性區(qū)域里面。剖析這個一階低通濾波器電路:
  
  同比例運算電路(電壓并聯(lián)負反應(yīng))由公式 AuP=(R4/R12)+1 計算放大倍數(shù)。
  
  W=2πf=2π/t 計算角頻率。
  
  電阻和電容屬于串聯(lián)諧振,串聯(lián)諧振頻率就為:f0=1/(2πR13C42)。由于 PC 串聯(lián)是只能用在交流回路上面停止剖析的,而 RC 并聯(lián)就能夠用在交流和直流上。
  
  平常電路設(shè)計中,常用的濾波器都是二階和多階,經(jīng)過很屢次的考證,都標(biāo)明關(guān)于一階濾波電路的濾波效果遠遠不如二階濾波器電路效果,能夠察看上面二階濾波器原理圖,有顆 C47 電容,它的作用是充任了一個正反應(yīng)的方式來改善截至頻率左近的幅頻效果。
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