滤波器
本文最后更新于 2024年1月27日 下午
滤波器
传输函数
输出值与输入值的比值,以电压的形式来表示: \[T(s)=\frac{V_{out}}{V_{in}}\]
电容的值是随着频率的变化而变化的:
\(τ=RC\), \(ω=\frac{1}{τ}\)
低通滤波器
传输函数:
\[T(Jω)=\frac{V_{out}}{V_{in}}
=\frac{\frac{1}{S}C}{R+\frac{1}{S} C}\]
根据电容的位置,可以判断是高通还是低通。
低通滤波器的电容接在了输出端,如果电流的频率很底,输出端为开路,输出端电压=输入端电压,传输函数为1。
当频率增加到一定程度时,传输函数的值(\(|T|dB\))比频率为0时的值低3dB(即下降0.707)时,可以认为传输函数的值开始下降。此时的频率为\(\frac{1}{RC}\)(称为低频截止频率)。
如果电流频率高,电容相当于短路,输出端短路,输出电压为0,所以能够阻断电压。
高通滤波器
传输函数:
\[T(Jω)=\frac{V_{out}}{V_{in}} =\frac{s
τ}{1+s τ}\]
电容的位置接在输入端和输出端之间,如果电流的频率很低,输出端为短路。如果电流的频率很高,电容相当于断路。
低通滤波器和高通滤波器的截止频率是相同的。
带通滤波器
传输函数:
\[T(Jω)=\frac{V_{out}}{V_{in}} =−\frac{Kj
2πf}{1+\frac{j ω}{ω_1 }1+\frac{j ω}{ω_2 }}\]
如果要实现滤波器,必须要有一个电容或者电感。
\(C_1\)电流频率很低,\(C_1\)为开路,输入电压和放大器的反向输入端\((-)\)被断开,放大器的输入信号为0.
\(C_2\)电流频率很高,\(C_2\)为短路,\(R_2\)为短路,运算放大器的输出端和反向输入端被短路,输出电压接地,输出电压为0.
输入电压的频率只能在\(f_1=\frac{1}{2 πR_1 C_1
}\)与\(f_2=\frac{1}{2 πR_2 C_2
}\)之间,才能够通过滤波器。