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低通滤波器、高通滤波器,积分电路、微分电路

来源:21ic整理 关键字:低通滤波器   高通滤波器   

 输出信号与输入信号的积分成正比的电路:积分电路

输出信号与输入信号的微分成正比的电路:微分电路

1)一阶RC低通滤波器

RC低通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示。

设滤波器的输入电压为ex输出电压为ey,电路的微分方程为:

这是一个典型的一阶系统。令=RC,称为时间常数,对上式取拉氏变换,有:

其幅频、相频特性公式为:

分析可知,当f很小时,A(f)=1,信号不受衰减的通过;当f很大时,A(f)=0,信号完全被阻挡,不能通过。

2)一阶RC高通滤波器

RC高通滤波器的电路及其幅频、相频特性如下图所示。

设滤波器的输入电压为ex输出电压为ey,电路的微分方程为:

同理,令=RC,对上式取拉氏变换,有:

其幅频、相频特性公式为:

分析可知,当f很小时,A(f)=0,信号完全被阻挡,不能通过;当f很大时,A(f)=1信号不受衰减的通过.

3)RC带通滤波器

带通滤波器可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联,其电路及其幅频、相频特性如下图所示。

其幅频、相频特性公式为: H(s) = H1(s) * H2(s)

式中H1(s)为高通滤波器的传递函数,H2(s)为低通滤波器的传递函数。有:

这时极低和极高的频率成分都完全被阻挡,不能通过;只有位于频率通带内的信号频率成分能通过。

须要注意,当高、低通两级串联时,应消除两级耦合时的相互影响,因为后一级成为前一级的“负载”,而前一级又是后一级的信号源内阻.实际上两级间常用射极输出器或者用运算放大器进行隔离.所以实际的带通滤波器常常是有源的.有源滤波器由RC调谐网络和运算放大器组成.运算放大器既可作为级间隔离作用,又可起信号幅值的放大作用.

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