低通濾波器電路,低通濾波器截止頻率計算-KIA MOS管

低通濾波電路

低通濾波器是指車載功放中能夠讓低頻信號通過而不讓中、高頻信號通過的電路，其作用是濾去音頻信號中的中音和高音成分，增強(qiáng)低音成分以驅(qū)動揚(yáng)聲器的低音單元。此外高通濾波器常常和低通濾波器成對出現(xiàn)，不論哪一種，都是為了把一定的聲音頻率送到應(yīng)該去的單元。

特點(diǎn)：低損耗高抑制；分割點(diǎn)準(zhǔn)確；雙銅管保護(hù)；頻蔽好防水功能強(qiáng)。

用途：產(chǎn)品用途廣泛，使用于很多通訊系統(tǒng)，如 CATV EOC 等系統(tǒng)。并能有效的除掉通頻帶以外的信號和多余的頻段、頻率的干擾。

下圖所示為10MHz低通濾波器，此低通濾波器利用帶寬高達(dá)100MHz的高速電流反饋集成運(yùn)放0PA603組成二階巴特沃思低通濾波器灘圖中R1=R2=159Ω ，C1=C2=100pF，其截止頻率為fc=1/2πR1C1=10MHz，其零頻增益為G0=1+Rf/R=1.6。

截止頻率

當(dāng)保持輸入信號的幅度不變，改變頻率使輸出信號降至最大值的0.707倍，即用頻響特性來表述即為-3dB點(diǎn)處即為截止頻率，它是用來說明頻率特性指標(biāo)的一個特殊頻率。

截止頻率計算方法

利用系統(tǒng)函數(shù)的模來表示電路的放大倍數(shù)，由于20lgA(ω)=-3dB，解得:A(ω)=10-0.15=0.707945784≈1/√2，又因?yàn)锳(ω)=|H(jω)|，則|H(jω)|^2=1/2

在高頻端和低頻端各有一個截止頻率，分別稱為上截止頻率和下截止頻率。兩個截止頻率之間的頻率范圍稱為通頻帶。

開環(huán)截止頻率與閉環(huán)截止頻率

開環(huán)截止頻率也稱為剪切頻率，是開環(huán)幅頻特性中，幅頻特性曲線穿越0dB線的頻率，記為ωc；閉環(huán)截止頻率也稱為帶寬頻率，是指當(dāng)閉環(huán)幅頻特性下降到頻率為零時的分貝值以下3dB時，對應(yīng)的頻率，記作ωb。

開環(huán)截止頻率與閉環(huán)截止頻率具有同向性。開環(huán)截止頻率與閉環(huán)截止頻率是兩個完成不同的物理量，分別用于描述開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的幅頻特性，但它們之間又存在一定的相關(guān)性，即：開閉截止頻率與其單位負(fù)反饋的閉環(huán)截止頻率是同向增大的。且具有如下關(guān)系：ωb＞ωc。

由于閉環(huán)截止頻率可用來表征閉環(huán)系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)速度，閉環(huán)截止頻率ωb越高，其瞬態(tài)響應(yīng)速度越快。既然ωc與ωb具有同向性，則可通過系統(tǒng)的Bode圖就可知道系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度，即剪切頻率ωc越高，瞬態(tài)響應(yīng)速度越快。

低通濾波器帶寬和截止頻率的關(guān)系

帶寬B一般用截止頻率f=ωH/2π來定義，B=1/f=2π/ωH，也可以理解為B帶寬其實(shí)就是上下截止頻率的差實(shí)際應(yīng)用中，對于信號的負(fù)頻率部分，需要經(jīng)過希爾伯特變換器，剔除負(fù)頻率部分，這樣可以在信號調(diào)制后有效節(jié)約帶寬。低通濾波器帶寬就等于截止頻率，高通濾波器一般很少說帶寬，只說截止頻率。帶通濾波器帶寬和截止頻率才有明顯區(qū)別。

二階低通濾波器截止頻率公式為fc=1/(2pi(R1R2C1*C2)^.5)

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