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解析低通濾波器的工作原理

來源：m.809613.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。總結(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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