低通滤波器截止频率

调谐/滤波

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描述

  低通滤波(Low-pass filter) 是一种过滤方式,规则为低频信号能正常通过,而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序(目的)而改变。它有的时候也被叫做高频去除过滤(high-cut filter)或者最高去除过滤(treble-cut filter)。低通过滤是高通过滤的对立。

  无论是什么样的滤波器,一般都是指-3db的位置,也就是说从滤波器的通带的增益算起,下降-3db的位置。由于db的计算公式是20*log10(x),x为信号某一个频率上真正的幅值,所以稍加计算可得,-3db实际相当于频率增益下降到了原来的0.707,而不是一半。对于低通滤波器,是低于某个频率为通带,高于某个频率为阻带。如果要输入9.5KHz~1.5KHz的方波,则9.5KHz~1.5KHz这些频率必须在通带之内,所以滤波器的截止频率要高于9.5KHz。

  低通滤波器截止频率换算实例:

截止频率

  如上图所示是一个最简无源低通滤波电路,做如以下分析:

  输入电压为Vi,输出电压Vo,

  则电压放大倍数A=Vo/ Vi = 1 / ( 1 + jwCR )

  令w0 =1 / RC,则

  A = 1 / [1+ ( j w / w0 ]

  A是一个复数,对他取模可以得到

  A的模A’ = 1 / { ( 1 +【 ( f / fH ) 的平方】 ) 再开根号}

  其中fH = 1 / 2πRC ; f=2πw;

  现在看出来了吧,这个f就是输入电压的频率,fH就是一个固定的频率;

  这个低通电路的上限截止频率就是fH,取决于电路中RC元件参数的取值,fH = 1 / 2πRC

  再复杂的无源低高通电路都是按此法分析。

  所谓截止频率实际上是一个转折频率,这个在做RC电路的频率响应曲线的时候可以体现出来,而且,在转折频率处,输出电压和输入电压的比值为0.707

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