信號通常會(hui) 參雜很多幹擾信號,濾波是信號處理中的一個(ge) 重要前提步驟,濾波電路又稱為(wei) 濾波器,它的作用是盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分,保留其直流成分,使輸出電壓紋波係數降低,波形變得比較平滑。換句話說,凡是可以使信號中特定的頻率成分通過,而極大地衰減或抑製其他頻率成分的裝置或係統都稱之為(wei) 濾波器。
僅(jin) 由電阻、電容、電感這些無源元件組成的濾波電路稱為(wei) 無源濾波器。如果濾波電路中含有有源元件,如集成運放等,則稱為(wei) 有源濾波器。
而低通濾波器的基本電路特點是,隻允許低於(yu) 截止頻率的信號通過。 一階有源低通濾波電路是最簡單濾波電路, 一階有源低通濾波電路也是組成二階、高階有源低通濾波電路的最小單元。
一階有源低通濾波電路分析:A
因為(wei) Vs1 的周期大於(yu) Vs2 ,所以最後輸出將 Vs2 濾去,並將原輸入放大,得到V0。
一階有源低通濾波電路分析:B
見下圖1(a)所示電路為(wei) 一階有源低通濾波電路。
圖1(a) 電路圖圖1(b) 頻幅特性
由RC電路可知
(1)
根據同相比例運算電路的運算關(guan) 係,有=(1+
)
,故濾波器的電壓傳(chuan) 遞函數為(wei)
(2)
令,即
,上式可變為(wei)
(3)
當f=0時, ,其中
為(wei) 電路的通帶放大倍數。
當f=f0時,。
當f=∞時,。
其幅頻特性如圖1(b)所示。
一階低通Butterworth濾波電路
下圖a和b是用運算放大器設計的兩(liang) 種一階Butterworth濾波電路的電路。圖a是反相輸入一階低通濾波器,實際上就是一個(ge) 積分電路,其分析方法與(yu) 一階積分電路相同。