1、低通:(Low-pass filter)是容许低于截止频率的信号通过,但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。
2、高通:是一种让某一频率以上的信号分量通过,而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。其特性在时域及频域中可分别用冲激响应及频率响应描述。
3、带通:是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。
4、带阻滤波器:是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带通滤波器的概念相对。其中点阻滤波器(notch filter)是一种特殊的带阻滤波器,它的阻带范围极小,有着很高的Q值(Q Factor)。
将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器,再将两个电路的输出电压求和,就可以得到带阻滤波器,如下图所示。其中低通滤波器的截止频率 应小于高通滤波器的截止频率 ,因此,电路的阻带为( - )。
扩展资料
低通原理利用:
1、巴特沃斯滤波器
巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类,其采用的是巴特沃斯传递函数,有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型。巴特沃斯滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性,但有较长的过渡带,在过渡带上很容易造成失真。
2、切比雪夫滤波器
切比雪夫滤波器是滤波器的一种设计分类,其采用的是切比雪夫传递函数,也有高通、低通、带通、高阻、带阻等多种滤波器类型。同巴特沃斯滤波器相比,切比雪夫滤波器的过渡带很窄,但内部的幅频特性却很不稳定。
高通种类:
1、按照所采用的器件不同分类有源高通滤波器、无源高通滤波器。
无源高通滤波器: 仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器,它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。
这类滤波器的优点是:电路比较简单,不需要直流电源供电,可靠性高;缺点是:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较明显,使用电感元件时容易引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大,在低频域不适用。
有源高通滤波器:由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器)组成。这类滤波器的优点是:通带内的信号不仅没有能量损耗,而且还可以放大,负载效应不明显,多级相联时相互影响很小。
利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器,并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件);缺点是:通带范围受有源器件(如集成运算放大器)的带宽限制,需要直流电源供电,可靠性不如无源滤波器高,在高压、高频、大功率的场合不适用。
2、按照滤波器的数学特性分为一阶高通滤波器、二阶高通滤波器等。
这里的频带利用率1是指实际传输系统中的最大频带利用率,也就是如果你传输函数是理想滤波器也就是矩形时,此时时域信号为Sa函数,其传码率为fs,而其带宽也就是带通滤波器矩形宽度为fs所以可以实现无码间干扰最大频带利用率为1,区别于基带信号基带信号无码间干扰时带宽为低通滤波器带宽也就是矩形一半是1/2fs此时最大频带利用率为2。也就是基带数字传输系统频带利用率为2/1+a,带通数字传输系统频带利用率为1/1+a,你看到的是a为1的状态是属于其一种状况,当传输函数为矩形时a为0有最大频带利用率1。1 关于滤波器类型的选择
一阶滤波器电路最简单,但带外传输系数衰减慢,一般在对带外衰减性要求不高的场合下选用。无限增益多环反馈型滤波器的特性对参数变化比较敏感,在这点上它不如压控电压源型二阶滤波器。当要求带通滤波器的通带较宽时,可用低通滤波器和高通滤波器合成,这比单纯用带通滤波器要好
2 级数选择
滤波器的级数主要根据对带外衰减特殊性的要求来确定。每一阶低通或高通电路可获得-6dB每倍频程(-20dB每十倍频程)的衰减,每二阶低通或高通电路可获得-12dB每倍频程(-40dB每十倍频程)的衰减。多级滤波器串接时传输函数总特性的阶数等于各级阶数之和。当要求的带外衰减特性为-mdB每倍频程(或mdB每十倍频程)时,则取级数n应满足n大于等于m/6(或n大于等于m/20。低通滤波器的中心频率就是零
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的强弱程度不同。当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器,
或高音消除滤波器。
低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括电子线路(如音频设备中使用的hiss
滤波器)、平滑数据的数字算法、音障(acoustic
barriers)、图像模糊处理等等,这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。
通过第一个极点是20dB/十倍频率,带宽是衰减3dB处,故第二个极点必须在第一个极点频率15倍范围内。第一个极点频率表示为1/R1C1,第二个极点频率表示为1/R2C2。用公式表示就是,15/R1C1>1/R2C2。
根据波特图,低通滤波器幅度频率特性为每过一个极点衰减速度增加20dB/十倍频,所以2个极点之后的衰减速度就是40dB/十倍频。因此,必须设计成第二个极点在通带范围以内,即衰减3dB以内。这样就要求,第一个极点与第二个极点离的需要很近。
扩展资料:
低通滤波电路电子低通滤波器的频率响应
有许许多多不同频率响应的不同类型滤波器电路。滤波器的频率响应通常用波德图表示。
例如,一阶滤波器在频率增加一倍(增加octave)时将信号强度减弱一半(大约-6dB)。一阶滤波器幅度波特图在截止频率之下是一条水平线,在截止频率之上则是一条斜线。
在两者边界处还有一个"kneecurve"在两条直线区域之间平缓转换。参见RC电路。二阶滤波器对于削减高频信号能起到更高的效果。这种类型的滤波器的波特图类似于一阶滤波器,只是它的滚降速率更快。
例如,一个二阶的巴特沃斯滤波器(它是一个没有尖峰的临界衰减RLC电路)频率增加一倍时就将信号强度衰减到最初的四分之一(每倍频-12dB)。
其它的二阶滤波器最初的滚降速度可能依赖于它们的Q因数,但是最后的速度都是每倍频-12dB。参见RLC电路。三阶和更高阶的滤波器也是类似。总之,最后n阶滤波器的滚降速率是每倍频6ndB。
对于任何的巴特沃斯滤波器,如果向右延长水平线并且向左上延伸斜线(函数的渐近线,它们将相交在“截止频率”。一阶滤波器在截止频率的频率响应是水平线下-3dB。
不同类型的滤波器——巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等——都有不同形状的“kneecurves”。许多二阶滤波器设计成有“峰值”或者谐振以得到截止频率处的频率响应处在水平线之上。
参考资料:
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