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解析低通滤波器的工作原理
电子电路设计中,常用的滤波器分为高通滤波器、低通滤波器、带阻滤波器、带通滤波器,而这四种滤波器又统称为有源滤波器。下面单独谈一下这个低通滤波器的工作原理与运用。
低通滤波器特性:允许低频信号经过,将高频信号衰减。当信号处于低频段的时分幅频特性如下图所示:
低通滤波器的原了解释完之后,再看下面的积分电路:
上图是简化电路之后的一个无源积分电路,简单剖析这个积分电路,假定请求它的时间常数 T 需求大于它的信号脉冲宽度,而由于 T=RC,所以这个电路工作原理就是:
假定输入信号为矩形脉冲波(也能够是正弦波),当一个脉冲波呈现时,输入端产生一个电流,经过对 R3 和 C41 停止充电(电容两端的电压是不会突变的),这个时分,电容 C41 上的电压渐渐增加,当脉冲过去之后,输入端的信号 UIN 就会为 0(电容两端电压不会突变),所以时间常数 T 会比拟大,相对地,它的放电就会变得很迟缓。
渐渐地,二个脉冲又过来了,在这时,由于之前的电还是没有放掉,就能够晓得,当输入脉冲波越密集,我们的 UOUT 就会越大。
总结一下来说,所谓的积分电路就是获取输入信号 UIN 的均匀值构成的电路,换句话说也能够是低通滤波器电路。总结原理就是对低频段的信号停止采集采样,经过后面的电容存储,停止获取输入电流的均匀值。下图能够形象描绘:
在弄分明积分电路之后,再看低频滤波器电路就会了如指掌,下面是小编绘制的两个低频滤波器电路:一阶低通滤波器、二阶低通滤波器。
从图中,我们能够看到,两个滤波器都是由集成运放和无源低通滤波器组成(积分电路),而滤波器中反应则是为了使运放工作在线性区域里面。剖析这个一阶低通滤波器电路:
同比例运算电路(电压并联负反应)由公式 AuP=(R4/R12)+1 计算放大倍数。
W=2πf=2π/t 计算角频率。
电阻和电容属于串联谐振,串联谐振频率就为:f0=1/(2πR13C42)。由于 PC 串联是只能用在交流回路上面停止剖析的,而 RC 并联就能够用在交流和直流上。
平常电路设计中,常用的滤波器都是二阶和多阶,经过很屡次的考证,都标明关于一阶滤波电路的滤波效果远远不如二阶滤波器电路效果,能够察看上面二阶滤波器原理图,有颗 C47 电容,它的作用是充任了一个正反应的方式来改善截至频率左近的幅频效果。