二阶压控带通滤波器(二阶带通滤波器)
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二阶有源带通滤波电路的选择性
带通滤波器是指只允许在某一个通频带范围内的信号通过的滤波器,而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制,注意:要将高通的下限截止频率设置为小于低通的上限截止频率。反之则为带阻滤波器。典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成。
二阶rc滤波器传递函数推导
从电阻端进入,然后通过一个电容接地,从电容端取信号,知道电容是通高频阻低频,所以电容对高频信号呈现很低的阻抗,信号被接地,所以低频信号通过,称为低通滤波器,高通滤波器和低通滤波器正好相反,电阻和电容位置互换。
对于无源RC一阶低通滤波电路,其传递函数为G(s)=1/(RCs+1)。转换为信号经过它的衰减的计算方法为:
式中:Uo为输出电压;Ui为输入电压;Pi为圆周率;f为信号频率。
对于无源RC二阶(以上)低通滤波电路,由于此处用文字行不太好表达,因此略过。
最常用的滤波电路应该是很基本的RC滤波,不管是高通型或是低通型,公式所示:
但是在应用上,却很少去考虑这个公式是可以活用的。在整个电路上,当然会有很多的RC组合,如果每个都套用这个公式,那最后的频率响应不就是衰减了几十dB去了。如果全部都让它所有音频通过,只留下一个RC滤波来控制频率响应,那么区除杂讯的效果就变差了。
举例,如果有三组低通滤波电路,我们需要设计在-6dB为20KHz。每一组在20KHz的频率点,只能有2dB的衰减量。那么公式就要修正为
也就是电阻或电容的数值,必须减少1.6倍。(6dB–2dB=4dB=1.6)
双T型滤波电路,能够针对特定的音频频率点产生很高的衰减度,用来做简易的音频失真仪更是好用,因为失真仪是很昂贵又很容易损坏的仪器。只要在交流微伏表的输入端,加装可切换的双T型滤波电路,就可以当音频失真仪使用。例如未经双T型滤波电路的电表读数为0dBm,但是经过双T型滤波电路后为-40dBm,则失真率为1%。(因为相差40dB为100倍)
陷波器的频率点为:Freq-trap=1/2πRC
数值设定为:R1=R2=R,C1=C2=C,C3=2C,R3=R/2
理论上如果RC数值搭配准确时,可达到60dB的衰减度。但是如此Q值太高,会使滤波的有效频宽太窄,容易产生频率偏差。一般建议故意将数值偏差,使Q值降低到40-46dB的衰减度,比较有实用价值。
二阶高通滤波器的特点
1、高通滤波器是一种让某一频率以上的信号分量通过,而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。其特性在时域及频域中可分别用冲激响应及频率响应描述。
2、后者是用以频率为自变量的函数表示,一般情况下它是一个以复变量jω为自变量的的复变函数,以H(jω)表示。它的模H(ω)和幅角φ(ω)为角频率ω的函数,分别称为系统的"幅频响应"和"相频响应",它分别代表激励源中不同频率的信号成分通过该系统时所遇到的幅度变化和相位变化。
3、可以证明,系统的"频率响应"就是该系统"冲激响应"的傅里叶变换。当线性无源系统可以用一个N阶线性微分方程表示时,频率响应H(jω)为一个有理分式,它的分子和分母分别与微分方程的右边和左边相对应。
4、高通滤波器是一种让某一频率以上的信号分量通过,而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。其特性在时域及频域中可分别用冲激响应及频率响应描述。后者是用以频率为自变量的函数表示,一般情况下它是一个以复变量jω为自变量的的复变函数,以H(jω)表示。它的模H(ω)和幅角φ(ω)为角频率ω的函数,分别称为系统的"幅频响应"和"相频响应",它分别代表激励源中不同频率的信号成分通过该系统时所遇到的幅度变化和相位变化。可以证明,系统的"频率响应"就是该系统"冲激响应"的傅里叶变换。当线性无源系统可以用一个N阶线性微分方程表示时,频率响应H(jω)为一个有理分式,它的分子和分母分别与微分方程的右边和左边相对应。
5、(1)按照所采用的器件不同分类有源高通滤波器、无源高通滤波器。
6、无源高通滤波器:仅由无源元件(R、L和C)组成的滤波器,它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是:电路比较简单,不需要直流电源供电,可靠性高;缺点是:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较明显,使用电感元件时容易引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大,在低频域不适用。
7、有源高通滤波器:由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器)组成。这类滤波器的优点是:通带内的信号不仅没有能量损耗,而且还可以放大,负载效应不明显,多级相联时相互影响很小,利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器,并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件);缺点是:通带范围受有源器件(如集成运算放大器)的带宽限制,需要直流电源供电,可靠性不如无源滤波器高,在高压、高频、大功率的场合不适用。
8、(2)按照滤波器的数学特性分为一阶高通滤波器、二阶高通滤波器等。
9、以上两种分类方法相互独立。有源高通滤波器更为常见,如一阶有源高通滤波器、二阶有源高通滤波器等。其中一阶有源高通滤波器较为简单。
二阶rc低通滤波器计算公式
从电阻端进入,然后通过一个电容接地,从电容端取信号,知道电容是通高频阻低频,所以电容对高频信号呈现很低的阻抗,信号被接地,所以低频信号通过,称为低通滤波器,高通滤波器和低通滤波器正好相反,电阻和电容位置互换。
对于无源RC一阶低通滤波电路,其传递函数为G(s)=1/(RCs+1)。转换为信号经过它的衰减的计算方法为:
式中:Uo为输出电压;Ui为输入电压;Pi为圆周率;f为信号频率。
对于无源RC二阶(以上)低通滤波电路,由于此处用文字行不太好表达,因此略过。
最常用的滤波电路应该是很基本的RC滤波,不管是高通型或是低通型,公式所示:
但是在应用上,却很少去考虑这个公式是可以活用的。在整个电路上,当然会有很多的RC组合,如果每个都套用这个公式,那最后的频率响应不就是衰减了几十dB去了。如果全部都让它所有音频通过,只留下一个RC滤波来控制频率响应,那么区除杂讯的效果就变差了。
举例,如果有三组低通滤波电路,我们需要设计在-6dB为20KHz。每一组在20KHz的频率点,只能有2dB的衰减量。那么公式就要修正为
也就是电阻或电容的数值,必须减少1.6倍。(6dB–2dB=4dB=1.6)
双T型滤波电路,能够针对特定的音频频率点产生很高的衰减度,用来做简易的音频失真仪更是好用,因为失真仪是很昂贵又很容易损坏的仪器。只要在交流微伏表的输入端,加装可切换的双T型滤波电路,就可以当音频失真仪使用。例如未经双T型滤波电路的电表读数为0dBm,但是经过双T型滤波电路后为-40dBm,则失真率为1%。(因为相差40dB为100倍)
陷波器的频率点为:Freq-trap=1/2πRC
数值设定为:R1=R2=R,C1=C2=C,C3=2C,R3=R/2
理论上如果RC数值搭配准确时,可达到60dB的衰减度。但是如此Q值太高,会使滤波的有效频宽太窄,容易产生频率偏差。一般建议故意将数值偏差,使Q值降低到40-46dB的衰减度,比较有实用价值。
RC二阶带通滤波电路截止频率公式是什么
1、中心频率f0=1/(2πRC)两个截止频率:f1=0.3f0f2=3.3f0
2、图中电路是二节带通RC有源滤波器,带通RC有源滤波器由一截止频率为f2的低通滤波器和一截止频率为f1的高通滤波器联起来。f2=1/[2×π×150×100000×10^(—12)]≈10610f1=1/[2×π×8000×100000×10^(—12)]≈198中心频率f0=(f1×f2)^(1/2)=1449Hz通带B≈f2—f1
3、滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制(或大为衰减)无用频率信号的电子装置。工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。这里主要讨论模拟滤波器。
二阶低通滤波器的本质
低通就是频率低的信号能通过,其它信号被过滤了,这在电路系统上可提高电路抗干扰能力,一阶的话,就拿RC滤波器来说,一个电阻和一个电容可以组成一个滤波器,这时是一阶,在这个基础上,再在信号输入端加上一个RC组成的滤波器,就是滤两次,就是2阶,
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