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解析低通濾波器的工作原理

來源：tnccwl.com 發布時間：2023-02-04 返回
  電子電路設計中，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：允許低頻信號經過，將高頻信號衰減。當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 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），當一個脈沖波呈現時，輸入端產生一個電流，經過對 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 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，當輸入脈沖波越密集，我們的 UOUT 就會越大。
  
  總結一下來說，所謂的積分電路就是獲取輸入信號 UIN 的均勻值構成的電路，換句話說也能夠是低通濾波器電路。總結原理就是對低頻段的信號停止采集采樣，經過后面的電容存儲，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），而濾波器中反應則是為了使運放工作在線性區域里面。剖析這個一階低通濾波器電路：
  
  同比例運算電路（電壓并聯負反應）由公式 AuP=（R4/R12）+1 計算放大倍數。
  
  W=2πf=2π/t 計算角頻率。
  
  電阻和電容屬于串聯諧振，串聯諧振頻率就為：f0=1/（2πR13C42）。由于 PC 串聯是只能用在交流回路上面停止剖析的，而 RC 并聯就能夠用在交流和直流上。
  
  平常電路設計中，常用的濾波器都是二階和多階，經過很屢次的考證，都標明關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的方式來改善截至頻率左近的幅頻效果。

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