滤波电路

概述

• 滤波电路的功能是从众多的信号中选出需要的信号或滤除不需要的信号.
• 根据电路工作时是否需要电源，滤波电路分为
  无源滤波器和有源滤波器

  ；根据电路选取信号的特点，滤波器可分为四种：
  低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器

  。

无源滤波器

• 无源滤波器主要由电感、电容和电阻构成，所以又称为 RLC滤波电路.RLC滤波电路可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器

低通滤波器（LPF）

概述

• 低通滤波器的功能是选取低频信号，低通滤波器意为"低频信号可以通过的电路".

低通滤波电路图例

• 图(a)所示为 单级RC低通滤波器.当电路输入各种频率的信号时，因为电容C对高频信号阻碍小(根据 $ X_c = \frac{1}{2πfC} $ ), 高频信号经电容 C 旁路到地.电容 C 对低频信号阻碍大，低频信号不会旁路，而是输出去后级电路.
• 图(b)所示为 多级RC低通滤波器.针对单级 RC 低通滤波器滤波效果达不到要求.这种滤波器能更彻底地滤掉高频信号.
• 图(c)所示为 RL低通滤波器.当电路输入各种频率的信号时，因为电感对高频信号阻碍大(根据 $ X_L = 2πfL $ )，高频信号很难通过电感 L,而电感对低频信号阻碍小, 低频信号很容易通过电感去后级电路.

高通滤波器（HPF）

概述

• 高通滤波器的功能是选取高频信号，高通滤波器意为"高频信号可以通过的电路".

高通滤波电路图例

• 图(a)所示为 RC高通滤波器.当电路输入各种频率的信号时，因为电容 C 对高频信号阻碍小, 对低频信号阻碍大, 故低频信号难于通过电容 C，高频信号很容易通过电容去后级电路.
• 图(b)所示为 RL高通滤波器.当电路输入各种频率的信号时, 因为电感 L 对高频信号阻碍大, 对低频信号阻碍小, 故低频信号很容易通过电感 L 旁路到地, 高频信号不容易被电感旁路而只能去后级电路.
• 图(c)所示为 滤波效果更好的高通滤波器.电容C1、C2 对高频信号阻碍小、对低频信号阻碍大，低频信号难于通过，高频信号很容易通过；另外, 电感 L 对高频信号阻碍大, 对低频信号阻碍小，低频信号很容易被旁路掉，高频信号则不容易被旁路掉.

带通滤波器（BPF）

概述

• 带通滤波器的功能是选取某一段频率范围内的信号.

带通滤波器电路图例

• 图(a) 所示为 RC 元件构成的带通滤波器. 其中 R1, C1 构成低通滤波器，它的截止频率¹为 f_H，可以通过 f_H 频率以下的信号. C2, R2 构成高通滤波器，它的截止频率为 f_L，可以通过 f_L 频率以上的信号.结果只有 f_L～f_H 频率范围的信号通过整个滤波器.
• 图(b) 所示为 LC 串联谐振电路²构成的带通滤波器. L1, C1 谐振频率为 f0，它对频率为 f0 的信号阻碍小, 对其他频率的信号阻碍很大, 故只有频率为 f0 的信号可以通过. 该电路可以选取单一频率的信号, 如果想让 f0 附近频率的信号也能通过，就要降低谐振电路的 Q 值，Q 值越低，LC 电路的通频带越宽，能通过 f0 附近更多频率的信号.
• 图(c) 所示为 LC并联谐振电路²构成的带通滤波器, L1, C1谐振频率为 f0，它对频率为 f0 的信号阻碍很大，对其他频率的信号阻碍小，故其他频率的信号被旁路，只有频率为 f0 的信号不会被旁路，而去后级电路.

带阻滤波器（BEF）

概述

• 带阻滤波器的功能是选取某一段频率范围以外的信号. 带阻滤波器又称陷波器.

有源滤波器

• 有源滤波器一般由有源器件（运算放大器）和RC元件构成

引用参考