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國(guó)創(chuàng)淺談電子低通濾波器

  低通濾波器是允許低頻信號(hào)通過(guò),但減弱(或減少)頻率高于截止頻率的信號(hào)的通過(guò)。對(duì)于不同濾波器而言,每個(gè)頻率的信號(hào)的減弱程度不同。有許許多多不同頻率響應(yīng)的不同類型濾波器電路。濾波器的頻率響應(yīng)通常用波德圖表示。國(guó)創(chuàng)今天就來(lái)說(shuō)說(shuō)電子低通濾波器!


低通濾波器.png


  例如,一階濾波器在頻率增加一倍(增加octave)時(shí)將信號(hào)強(qiáng)度減弱一半(大約-6dB)。一階濾波器幅度波特圖在截止頻率之下是一條水平線,在截止頻率之上則是一條斜線。在兩者邊界處還有一個(gè)"knee curve"在兩條直線區(qū)域之間平緩轉(zhuǎn)換。

  二階濾波器對(duì)于削減高頻信號(hào)能起到更高的效果。這種類型的濾波器的波特圖類似于一階濾波器,只是它的滾降速率更快。例如,一個(gè)二階的巴特沃斯濾波器(它是一個(gè)沒(méi)有尖峰的臨界衰減RLC電路)頻率增加一倍時(shí)就將信號(hào)強(qiáng)度衰減到最初的四分之一(每倍頻-12dB)。其它的二階濾波器最初的滾降速度可能依賴于它們的Q因數(shù),但是最后的速度都是每倍頻-12dB。

  三階和更高階的濾波器也是類似??傊?,最后n階濾波器的滾降速率是每倍頻6ndB。

  對(duì)于任何的巴特沃斯濾波器,如果向右延長(zhǎng)水平線并且向左上延伸斜線(函數(shù)的漸近線,它們將相交在“截止頻率”。一階濾波器在截止頻率的頻率響應(yīng)是水平線下-3dB。不同類型的濾波器——巴特沃斯濾波器、切比雪夫?yàn)V波器等——都有不同形狀的“knee curves”。許多二階濾波器設(shè)計(jì)成有“峰值”或者諧振以得到截止頻率處的頻率響應(yīng)處在水平線之上。

  '低'和'高'的含義——例如截止頻率——依賴于濾波器的特性。電子濾波器能夠設(shè)計(jì)成任何所期望的頻率范圍——可以到微波頻率(超過(guò)1000 MHz)乃至更高。

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