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有源一阶低通滤波器计算

电力电子 | 发布时间:2019-03-03 | 人气: | #评论# | 本文关键字:滤波器,低通滤波器
摘要:有源低通滤波器计算 利用R、L、C所组成的滤波电路称作无源滤波器,它有很多的缺点。其中的电感L本身具有电阻与电容,使得输出结果会偏离理想值,而且会消耗电能。若只利用R、C再附加放

有源低通滤波器计算 
利用R、L、C所组成的滤波电路称作无源滤波器,它有很多的缺点。其中的电感L本身具有电阻与电容,使得输出结果会偏离理想值,而且会消耗电能。若只利用R、C再附加放大器则形成主动滤波器,它有很多的优点,例如:不使用电感使得输出值趋近理想值;在带通范围能提高增益,减少损失;用放大器隔离输出、入端,使之可以使用多级串联。 
 

1、一阶低通滤波器(一节RC网路) 838电子
截止频率:
 

频率低于时→电压增益
 

频率高于时→衰减斜率:每10倍频率20dB

 

         

 

           图1 电路组成                              图2  响应曲线

 

所谓低通滤波器(LPS:low pass filter)是允许低频讯号通过,而不允许高频讯号通过的滤波器。图3所示是RC低通滤波电路,其电压回路公式:

 

 

其增益

 

可得实际增益为


增益值是频率的函数,在低频区ω极小, RωC << 1,AV) = 1讯号可通;在高频区ω极大, RωC >> 1,AV(ω) = 0信号不通。 RωC = 1时是通与不通的临界点,此时的频率定义为截止频率:。图4所示RC低通滤波电路的增益随频率的变化是缓慢的,故其不是一个好的滤波电路。图5所示是低通有源滤波器,它的增益显示在图6。低通有源滤波器在低频区的增益为:

VO/VI=(R1+R2)/R2


其推导如下:在低频区RC串联之电位降都在电容,故Vin = VC = Vp。见图5,因负回馈,电路在线性工作区,于是我们有关系式:,可知电容C之电位降与电阻R2之电位降相同,又流过R1与R2之电流相同均为I,故得到

 
在高频区RC串联之电位降都在电阻,故VC = V= 0。因负回馈,电路在线性工作区,于是有关系式:,得到R2之电位降为0,I = 0,V0 = 0

RC低通无源滤波电路

           图3 RC低通无源滤波电路

RC低通滤波电路之输出讯号振幅与频率的关系

 图4 RC低通滤波电路之输出讯号振幅与频率的关系

低通有源滤波器

                  图5 低通有源滤波器

低通主动滤波器增益

               图6 低通主动滤波器增益

理想的低通滤波器增益

          图7 理想的低通滤波器增益

责任编辑:低通滤波器
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