發布日期:2022-10-18 點擊率:72
根據幅頻特性所表示的通過或阻止信號頻率范圍的不同,濾波器可分為低通濾波器(LPF)、高通濾波器(HPF)、帶通濾波器(BPF)、和帶阻濾波器(BEF)四種。圖4-1 分別為四種濾波器的實際幅頻特性的示意圖。
濾波器是對輸入信號的頻率具有選擇性的一個二端口網絡,它允許某些頻率(通常是某個頻率范圍)的信號通過,而其它頻率的信號幅值均要受到衰減或抑制。這些網絡可以由RLC 元件或RC 元件構成的無源濾波器,也可由RC 元件和有源器件構成的有源濾波器。
圖4-1 四種濾波器的幅頻特性
2.四種濾波器的傳遞函數和實驗模擬電路如圖4-2 所示:(a)無源低通濾波器 (b)有源低通濾波器 (c) 無源高通濾波器 (d)有源高通濾波器 (e)無源帶通濾波器 (f)有源帶通濾波器 (g)無源帶阻濾波器 (h)有源帶阻濾波器
圖4-2 四種濾波器的實驗電路
3.濾波器的網絡函數H(jω),又稱為正弦傳遞函數,它可用下式表示
式中A(ω)為濾波器的幅頻特性,θ(ω)為濾波器的相頻特性。它們均可通過實驗的方法來測量。
帶通濾波器(band-pass filter)是一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設備。比如RLC振蕩回路就是一個模擬帶通濾波器。
帶通濾波器是指能通過某一頻率范圍內的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器,與帶阻濾波器的概念相對。一個模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路(RLC circuit)。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產生。
工作原理
一個理想的帶通濾波器應該有一個完全平坦的通帶,在通帶內沒有放大或者衰減,并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉,另外,通帶外的轉換在極小的頻率范圍完成。
實際上,并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠將期望頻率范圍外的所有頻率完全衰減掉,尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現象,并且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數來表示。通常,濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好,這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而,隨著滾降范圍越來越小,通帶就變得不再平坦,開始出現“波紋”。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯,這種效應稱為吉布斯現象。
除了電子學和信號處理領域之外,帶通濾波器應用的一個例子是在大氣科學領域,很常見的例子是使用帶通濾波器過濾最近3到10天時間范圍內的天氣數據,這樣在數據域中就只保留了作為擾動的氣旋。
在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率,這里濾波器的增益最大,濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。
典型應用
許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個不同頻段的信號,在顯示上利用發光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質因數 ,3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據設計確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,當fo=1KHz時,C取0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。 有源帶通濾波器電路
此電路亦可使用單電源,只需將運放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。
帶通濾波器原理圖
帶通濾波器原理圖該電路中事先確定R1的值,其大小與信號源內阻r1相近/參數選取原理是R4=R3,C1約等于C2,Q小于等于R1,500K》R》1K,0.5uF》C》200pF.
帶通濾波器原理圖
該電路中事先確定R1的值,其大小與信號源內阻r1相近/參數選取原理是R4=R3,C1約等于C2,Q小于等于R1,500K》R》1K,0.5uF》C》200pF.
以上就是濾波器以及帶通濾波器電路設計原理圖,希望對大家有所幫助
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