解析低通濾波器的工作原理
電子電路設(shè)計(jì)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(dú)談一下這個(gè)低通濾波器的工作原理與運(yùn)用。
低通濾波器特性:允許低頻信號(hào)經(jīng)過(guò),將高頻信號(hào)衰減。當(dāng)信號(hào)處于低頻段的時(shí)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(jiǎn)化電路之后的一個(gè)無(wú)源積分電路,簡(jiǎn)單剖析這個(gè)積分電路,假定請(qǐng)求它的時(shí)間常數(shù) T 需求大于它的信號(hào)脈沖寬度,而由于 T=RC,所以這個(gè)電路工作原理就是:
假定輸入信號(hào)為矩形脈沖波(也能夠是正弦波),當(dāng)一個(gè)脈沖波呈現(xiàn)時(shí),輸入端產(chǎn)生一個(gè)電流,經(jīng)過(guò)對(duì) R3 和 C41 停止充電(電容兩端的電壓是不會(huì)突變的),這個(gè)時(shí)分,電容 C41 上的電壓漸漸增加,當(dāng)脈沖過(guò)去之后,輸入端的信號(hào) UIN 就會(huì)為 0(電容兩端電壓不會(huì)突變),所以時(shí)間常數(shù) T 會(huì)比擬大,相對(duì)地,它的放電就會(huì)變得很遲緩。
漸漸地,二個(gè)脈沖又過(guò)來(lái)了,在這時(shí),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(huì)越大。
總結(jié)一下來(lái)說(shuō),所謂的積分電路就是獲取輸入信號(hào) UIN 的均勻值構(gòu)成的電路,換句話說(shuō)也能夠是低通濾波器電路。總結(jié)原理就是對(duì)低頻段的信號(hào)停止采集采樣,經(jīng)過(guò)后面的電容存儲(chǔ),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(huì)了如指掌,下面是小編繪制的兩個(gè)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(gè)濾波器都是由集成運(yùn)放和無(wú)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(yùn)放工作在線性區(qū)域里面。剖析這個(gè)一階低通濾波器電路:
同比例運(yùn)算電路(電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng))由公式 AuP=(R4/R12)+1 計(jì)算放大倍數(shù)。
W=2πf=2π/t 計(jì)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(jì)中,常用的濾波器都是二階和多階,經(jīng)過(guò)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(gè)正反應(yīng)的方式來(lái)改善截至頻率左近的幅頻效果。
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