帶通濾波器

科學知識 9547 399 2016-06-01

帶通濾波器(Bandpass filter),帶內信號通過,帶外信號濾除。

基本信息

  • 中文名稱

    帶通濾波器

  • 外文名稱

    band-pass filter

  • 本質

    允許特定頻段的波通過的設備

  • 舉例

    RLC振蕩回路

  • 領域

    電子電器

  • 相對概念

    帶阻濾波器

目錄
1簡介
2工作原理
3典型應用

簡介

帶通濾波器是指能通過某一頻率范圍內的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器,與帶阻濾波器的概念相對。一個模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路(RLC circuit)。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產生.

工作原理

一個理想的帶通濾波器應該有一個完全平坦的通帶,在通帶內沒有放大或者衰減,有源帶通濾波器電路有源帶通濾波器電路并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉,另外,通帶外的轉換在極小的頻率范圍完成。

實際上,并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠將期望頻率范圍外的所有頻率完全衰減掉,尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現象,并且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數來表示。通常,濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好,這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而,隨著滾降范圍越來越小,通帶就變得不再平坦,開始出現“波紋“。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯,這種效應稱為吉布斯現象。

除了電子學和信號處理領域之外,帶通濾波器應用的一個例子是在大氣科學領域,很常見的例子是使用帶通濾波器過濾最近3到10天時間范圍內的天氣數據,這樣在數據域中就只保留了作為擾動的氣旋。

帶通濾波器帶通濾波器在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率,這里濾波器的增益最大,濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。

典型應用

許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個不同頻段的信號,在顯示上利用發光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質因數 ,3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據設計確定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,當fo=1KHz時,C取0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。 有源帶通濾波器電路

此電路亦可使用單電源,只需將運放正輸入端偏置在1/2V 并將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。