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一阶有源高通滤波电路(rc高通电路和低通电路)

时间:2023-05-04 09:51:13 阅读:251 作者:2951

在无源RC低通滤波器的上一篇教程中,我们一起研究了低通滤波器,在这一节中,我们研究了高通滤波器。

前情回顾

如果像这样在电路中布置电阻和电容,则有一个具有特定截止频率的低通滤波器:

该滤波器允许低频信号通过,但衰减高频信号。

00-1010高频滤波电路除了电阻和电容的位置互换外,与上述电路几乎相同。高频滤波器允许高频信号通过,但会衰减低频信号:

我们知道电容器两端的电压不会突然改变。然而,如果输入端电压变化足够快,则电容输出端会出现瞬态变化。

足够的高频信号可以直接通过电容器,就像电容器是一根电线一样:

00-1010低通滤波器和高通滤波器的频率响应曲线几乎相同,只是各有缺失,就像镜像一样:

在高频下,信号无损耗地通过:

随着信号频率接近截止频率,信号开始衰减:

当信号频率刚好是截止频率时,信号幅度衰减3db,即30%:

不久之后,信号频率每降低10倍,信号幅度就会降低20分贝,也就是说,信号幅度也会降低10倍:

高通滤波器

两个滤波器计算截止频率的公式相同:

让我们看看下面的例子。假设我们想设计一个截止频率为30千赫的高通滤波器:

首先,我们选择电阻值,我们选择10k的电阻,以免给信号发生器带来太大的负载:

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我们使用变换后的截止频率公式计算电容的值,计算结果表明,我们需要的电容值为 537 pF。我们使用 一个 470 pF 和 两个 47 pF 的电容并联组合成这个值:

来点实际的

下面是在面包板上组装好的电路:

当输入信号的频率为 60 赫兹时,输出几乎啥也没有,是一条直线:

当频率增加到 18 kHz 时,大约有一半的信号被允许通过,你可以注意到输入和输出之间有一个相位差:

当信号频率为 30 kHz 时, 输出信号幅度比输入少了大约 30%,这与我们预期的差不多,因为那正好是截止频率:

最后,我们看一个带有 9 伏直流偏移的 3 伏峰峰值正弦波。

可以看到,输出只剩下了 3 伏正弦波,我们的高通滤波器彻底地把直流部分滤除掉了:

ladmg

接下来,我们来看看把我们的高通滤波器应用在ladmg上表现如何。

我们输入一个 600 Hz 的ladmg,可以看到只有高速变化的边沿通过了,ladmg剩余的直线(直流)部分被滤除掉了:

如果我们将频率提高到 6 kHz,就会有更多的输入信号通过:

当频率增加到截止频率的两倍,输出波形看起来像这样:

当频率增加到 1 MHz 时,几乎所有的原始信号都通过了:

全文完!

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