【導讀】簡單的回答就是低通濾波器(lpf)允許低頻通過，同時阻斷高頻。最經典的例子就是音頻係統中的低音。低通濾波器允許低音傳遞到大低音，而高通濾波器(hpf)允許高頻音傳遞到高音。甚至可能有一個帶通濾波器
，允許中音(語音)信號傳遞到中音揚聲器。

問：什麼是低通濾波器?

簡單的回答就是低通濾波器(lpf)允許低頻通過，同時阻斷高頻。最經典的例子就是音頻係統中的低音。低通濾波器允許低音傳遞到大低音，而高通濾波器(hpf)允許高頻音傳遞到高音。甚至可能有一個帶通濾波器，允許中音(語音)信號傳遞到中音揚聲器。

zaizhegelizizhong，lvboqibeiyonglaijianqingyuyangshengqixiangguandewulixiaoying。diyinbeichuandidaoyigedaxinghuannengqi
，gaihuannengqinenggouyidongdaliangkongqiyitigongleimingbandediyin，ergaoyinzeyoujiaoxiaodeshebeigenghaodichansheng。

為(wei)了(le)充(chong)分(fen)理(li)解(jie)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)含(han)義(yi)和(he)操(cao)作(zuo)，我(wo)們(men)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)的(de)心(xin)智(zhi)模(mo)型(xing)來(lai)區(qu)分(fen)時(shi)間(jian)域(yu)和(he)頻(pin)域(yu)。我(wo)們(men)必(bi)須(xu)掌(zhang)握(wo)用(yong)來(lai)描(miao)述(shu)變(bian)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)語(yu)言(yan)，這(zhe)樣(yang)我(wo)們(men)才(cai)能(neng)設(she)計(ji)並(bing)隨(sui)後(hou)評(ping)估(gu)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)。

本文將指出這些基礎。它給出了一個理想的一階低通RC濾波器的仿真結果

，然後總結了學生可能遇到的危險。具體來說，就是濾波器在非理想元件的非理想環境中使用時所遇到的問題。

濾波器賴以存在的基礎是什麼?

傳(chuan)統(tong)電(dian)子(zi)學(xue)課(ke)程(cheng)介(jie)紹(shao)了(le)介(jie)於(yu)分(fen)立(li)晶(jing)體(ti)管(guan)放(fang)大(da)器(qi)和(he)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)。遺(yi)憾(han)的(de)是(shi)，我(wo)們(men)沒(mei)有(you)更(geng)多(duo)的(de)時(shi)間(jian)來(lai)探(tan)索(suo)與(yu)頻(pin)域(yu)分(fen)析(xi)相(xiang)關(guan)的(de)豐(feng)富(fu)語(yu)言(yan)。事(shi)實(shi)上(shang)

，很(hen)多(duo)學(xue)生(sheng)會(hui)嚐(chang)試(shi)在(zai)沒(mei)有(you)使(shi)用(yong)過(guo)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)描(miao)述(shu)濾(lv)波(bo)器(qi)。在(zai)一(yi)個(ge)相(xiang)關(guan)的(de)
，也(ye)許(xu)同(tong)樣(yang)令(ling)人(ren)沮(ju)喪(sang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，您(nin)可(ke)能(neng)會(hui)參(can)加(jia)數(shu)字(zi)邏(luo)輯(ji)課(ke)程(cheng)
，探(tan)索(suo)如(ru)何(he)將(jiang)低(di)通(tong)(抗混疊濾波器)應用於ADC。當你最終完成信號和係統課程時，情況可能會好轉。在那之前

，請繼續閱讀這篇文章。

技術小貼士:

低通濾波器通常在模擬數字轉換器(ADC)zhiqianshiyong。ditonglvboqiyongzuokanghundielvboqi，fangzhilingrenfangandeshizhenxingshi。zhezhongshizhendeyuanyinyunaikuisitecaiyangdingliyouguan
，gaidingligaosuwomen
，zuigaoADC輸入頻率必須小於采樣頻率的一半。例如
，為語音頻率設計的係統可以具有6千赫的采樣率。任何高於3 千赫的音調都會導致信號失真。

毫hao無wu疑yi問wen，這zhe是shi一yi個ge複fu雜za的de高gao爾er迪di結jie，很hen可ke能neng是shi你ni訪fang問wen這zhe個ge頁ye麵mian的de原yuan因yin。濾lv波bo器qi是shi一yi個ge具ju有you挑tiao戰zhan性xing的de概gai念nian，因yin為wei它ta們men的de應ying用yong需xu要yao許xu多duo相xiang關guan但dan基ji本ben的de概gai念nian，如ru頻pin域yu分fen析xi，帶dai寬kuan，共gong振zhen，諧xie波bo，傅fu立li葉ye級ji數shu和he分fen貝bei。每mei一yi個ge都dou很hen複fu雜za，但dan可ke能neng會hui讓rang你ni覺jiao得de你ni是shi在zai從cong消xiao防fang水shui管guan裏li喝he水shui。

完整的解決方案超出了本文的範圍。代替。請允許我給你介紹一些有用的視頻。視頻1yanshilezaichufangzhongyudaodeguangpu。zheshiyigejinhuwanmeideshengyinjieshao，weisikaolvboqidefangshidiandinglejichu。diergeshipinshiwodetongxinxitongxiliejiangzuodeyibufen。tatigongleduozhongsikaopinpudefangshi。tajianlizaizhiqiandedianluI和電路II相量計算的基礎上，並使用無線廣播探索帶寬。最後
，它提出了一個涉及低通濾波器、高通
、帶通和陷波濾波器的仿真。

理想低通濾波器的計算

設R = 1.0 kΩ， C = 0.1 uF。結果是-3dB截止約1.6 kHz。在線DigiKey低通濾波器計算器 ，如圖1所示。Multisim 頻率掃描的結果，結果在圖2中得到進一步支持，圖2是使用線性標度呈現的。在這張圖中，可以看到幅度從輸入的1.0 V下降到輸出幅度的0.71 V。

圖 1 :R = 1 kΩ和C = 1 uF的DigiKey RC低通濾波器計算器的圖像。得到的截止頻率約為1.6 kHz。

圖 2： MultiSim頻率掃描的結果顯示，在截止頻率下
，濾波器輸出幅度從1.0V下降到0.71V。

技術小貼士:

術語“截止”經常被誤解。在低通濾波器的語境中
，截止頻率是指輸出信號為輸入信號70.7%。這可以用分貝的形式表示為-3 dB。重要的是要認識到
，信號在截止點處顯著降低。實際的衰減逐漸從較低的頻率開始。

一個典型的錯誤是將濾波器的輸出輸入反相運放。假設這個放大器的增益為10
，使用1.0 kΩ和10 kΩ電阻對。考慮到運算放大器的虛擬地
，濾波器將看到1 kΩfuzai。duiyudipin，lvboqishuchufudubuzaitongyi。shishishang，duiyuwomenxuanzededianzu，womenyijingxingchengleyigefenyaqi，zaidipinshishuchujianban。womendejiezhipinlvyefashengleyiwei。wuxujieshi，womenyinggaizhongxinxuexiThévenin的定理，開始著手進行AC分析。

結論

這zhe是shi理li論lun與yu現xian實shi世shi界jie相xiang遇yu的de一yi個ge迷mi人ren的de研yan究jiu點dian。低di通tong濾lv波bo器qi一yi點dian也ye不bu簡jian單dan。在zai設she計ji電dian路lu時shi，請qing牢lao記ji這zhe些xie想xiang法fa。也ye許xu這zhe是shi許xu多duo人ren稱cheng之zhi為wei藝yi術shu的de原yuan因yin。

文章來源：DigiKey得捷

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