濾波_視頻講解

圖片來源視頻

濾波是將信號中特定波段頻率濾除，得到想要的頻率信號的操作，是抑制和防止干擾的一項重要措施。

濾波器主要有低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器3種；

按照電路工作原理又可分為無源和有源濾波器2大類；

按照電容電感數量和濾波次數分：一階、二階、三階濾波等

高通低通： 用RLC器件構成，LC比RC損耗小，濾波效果更好

帶通：有RC,LC,還有專用帶通濾波器，通常用專用帶通濾波器（三端和五端濾波器）

僅僅RC LC濾波的叫無源濾波

RC LC加上放大器的叫有源濾波

L 型、π型、T型

高通、低通、帶通

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?RC ,L型濾波

通高頻：電容串聯在電路中，電阻接地

通低頻：電阻串聯在電路中，電容接地

?RC ,π型濾波

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?RC ,π型有源濾波

RC濾波損耗大，RC濾波加上放大器和電源就構成 有源濾波，后端負載對濾波器影響小

LC L型濾波?

LC π型濾波??

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帶通濾波器?

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?五端帶通濾波器 比三端多2個地

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LC諧振電路通頻帶 平滑?

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低頻和高頻沒有被選擇輸出，只有合適的頻率諧振頻率F0才會被選擇輸出最強的信號，輸出頂端是一個平滑的曲線 。

LC諧振電路 ，損耗小，常用語接收端 高頻選擇

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?帶通濾波器，損耗大，常用于中頻濾波

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帶通濾波器輸出頂端是比較平坦的?，有很好的帶通特性

T型濾波=L型+串電感/串電阻?

或者說T型濾波=串電感/串電阻 +倒L型

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低通原理：低頻在電容的分壓大，輸出低頻分量大?

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?高通原理：低頻在電容的分壓大，輸出高頻分量大?

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?濾波效果與前級信號源內阻有關，也與后級負載阻抗有關

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一階、二階、三階濾波器電路結構

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幾階怎么計算：是按照有多少個儲能器件即濾波次數有關。

注意：兩個電容并聯和兩個電容串聯算一階?

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??兩個電容并聯和兩個電容串聯算一階?

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?二階濾波器

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三階濾波器?

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單純電容濾波效果 干擾輸出0.16V

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π型濾波效果（1000uf單電容拆成2個500uf電容π濾波）?

干擾輸出0.016V，僅原來的1/10

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π型濾波，減少紋波，提高濾波效果，R選擇：幾歐姆~幾十歐姆?之間

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1、低通濾波器

電感阻止高頻信號通過而允許低頻信號通過，電容的特性卻相反。信號能夠通過電感的濾波器、或者通過電容連接到地的濾波器對于低頻信號的衰減要比高頻信號小，稱為低通濾波器。

低通濾波器原理很簡單，它就是利用電容通高頻阻低頻、電感通低頻阻高頻的原理。

對于需要截止的高頻，利用電容吸收電感、阻礙的方法不使它通過；

對于需要放行的低頻，利用電容高阻、電感低阻的特點讓它通過。

說明：負載是電阻、電感的感抗、電容的容抗三種類型的復物，復合后統稱“阻抗”，寫成數學公式即是：阻抗

?。其中R為電阻，WL為感抗，1/WC為容抗，j為虛數單位。（1）如果，稱為“感性負載”；（2）反之，如果稱為“容性負載”。

?最簡單的低通濾波器由電阻和電容元件構成，如下圖。該低通濾波器的作用是讓低于轉折頻率f。的低頻段信號通過， 而將高于轉折頻率f。的信號去掉。

RC無源低通濾波器

RC無源低通濾波器的幅頻特性曲線

這一低通濾波器的工作原理是這樣：當輸入信號Vin中頻率低于轉折頻率f。的信號加到電路中時，由于C的容抗很大而無分流作用，所以這一低頻信號經R輸出。當Vin中頻率高于轉折頻率f。時，因C的容抗已很小，故通過R的高頻信號由C分流到地而無輸出，達到低通的目的。這一RC低通濾波器的轉折頻率f。由下式決定：

低通濾波器除這種RC電路外，還可以是LC等電路形式。

2、高通濾波器

最簡單的高通濾波器是“一階高通濾波器”，它的的特性一般用一階線性微分方程表示，它的左邊與一階低通濾波器完全相同，僅右邊是激勵源的導數而不是激勵源本身。當較低的頻率通過該系統時，沒有或幾乎沒有什么輸出，而當較高的頻率通過該系統時，將會受到較小的衰減。

實際上，對于極高的頻率而言，電容器相當于“短路”一樣(容抗很小XC=1/2πfc)，這些頻率，基本上都可以在電阻兩端獲得輸出。換言之，這個系統適宜于通過高頻率而對低頻率有較大的阻礙作用，是一個最簡單的“高通濾波器”，如下圖。

RC元件構成的高通濾波器

RC高通濾波器的幅頻特性曲線

這一電路的工作原理是這樣：當頻率低于f。的信號輸入這一濾波器時，由于C1的容抗很大而受到阻止，輸出減小，且頻率愈低輸出愈小。當頻率高于f。的信號輸入這一濾波器時，由于C1容抗已很小，故對信號無衰減作用，這樣該濾波器具有讓高頻信號通過，阻止低頻信號的作用。這一電路的轉折頻率f。由下式決定：

高通濾波器除可以用元件外，還可以用LC構成。

3、帶通濾波器

帶通濾波器是一種僅允許特定頻率通過，同時對其余頻率的信號進行有效抑制的電路。由于它對信號具有選擇性，故而被廣泛地應用現在電子設計中。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。

帶通濾波器的作用

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。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。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的高通、低通、带通 三种滤波器的工作原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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