1 什麼是低通濾波器

 

低通濾波器（LPF） 的定義是一種用於傳遞低頻信號，衰減高頻信號的濾波器。低通濾波器的頻率響應主要取決於低通濾波器的設計以下是各型LPF介紹。

 

2 一階低通濾波器

 

圖中顯示了一階LPF，請注意
，積分器是LPF的基本構建塊。

 

一階低通濾波器

 

低通濾波器傳遞函數是：輸出與頻率成反比減小（衰減）。如果頻率加倍輸出是一半（每增加一倍頻率為-6 dB）。

 

3 二階低通濾波器

 

如下圖所示為二階低通濾波器。

 

二階低通濾波器

 

輸出與頻率的平方成反比地減小（衰減）
，如果頻率加倍輸出。（ - 每增加一倍頻率為12 dB）。

 

4 采用運算放大器的低通濾波器 

 

運算放大器的反饋環路可以與濾波器的基本元件結合使用，因此
，通過使用除電感器之外的所需組件，可以輕鬆形成高性能LPF。

 

5 采用運算放大器的一階有源LPF電路

 

單dan極ji有you源yuan低di通tong濾lv波bo器qi如ru下xia所suo示shi。使shi用yong運yun算suan放fang大da器qi的de低di通tong濾lv波bo器qi電dian路lu在zai反fan饋kui電dian阻zu兩liang端duan使shi用yong電dian容rong。當dang頻pin率lv增zeng加jia以yi增zeng強qiang反fan饋kui電dian平ping，電dian容rong器qi的de無wu功gong阻zu抗kang下xia降jiang時shi
，該gai電dian路lu具ju有you更geng好hao的de效xiao果guo。

 

采用運算放大器的一階低通濾波器

 

可以通過處理電容的電抗等於電阻的頻率來完成該濾波器的計算。這可以通過使用以下公式獲得。

 

 

其中：Xc是以歐姆為單位的容抗；

 

π是標準字母，其值為3.412；

 

f是頻率（單位-Hz）；

 

C是電容（Units-Farads）。

 

通過消除電容器的影響，可以以簡單的方式計算這些電路的帶內增益。

 

由於這些類型的電路有助於降低高頻增益，並且為每個倍頻程提供-6 dB的衰減

，因此
，這種濾波器被稱為一階或單極低通濾波器。

 

6 采用運算放大器的二階有源LPT電路

 

通過使用運算放大器，可以設計具有不同增益水平的寬範圍濾波器以及衰減模型。

 

采用運算放大器的二階有源LPF電路

 

其中：

 

 

在選擇值時，請確保電阻值在10千歐姆至100千歐姆的範圍內。

 

7 低通濾波計算器

 

對於RC 低通濾波器電路，通過計算交叉頻率並繪製相應的圖譜
，其被稱為波特圖。

 

例如：如果我們知道電路中電阻和電容的值，則可以使用以下公式計算低通濾波器傳遞函數。

 

 

計算給定電阻的頻率值以及電容值：

 

LPF波形

 

8 低通濾波器應用

 

低通濾波器的應用包括：

 

● 低通濾波器用於電話係統，用於將揚聲器中的音頻頻率轉換為帶限語音頻帶信號。

● LPF用於過濾來自電路的高頻信號，稱為“噪聲”，當信號通過該濾波器時，大部分高頻信號被消。

● 圖像處理中的低通濾波器用於增強圖像。

● 有時這些濾波器由於音頻應用。

● 低通濾波器用於RC電路
，RC電路稱為RC低通濾波器。

● LPF用作RC電路的積分器。

● 在多速率DSP中
，在執行內插器時，LPF用作反成像濾波器。類似地，當執行抽取器時

，該濾波器用作抗混疊濾波器。

● 低通濾波器用於來自人體的醫療設備的信號，而使用電極的測試頻率較低。因此，這些信號可以流過LPF，以消除一些不需要的環境聲音。

● 這些濾波器用於轉換占空比幅度以及鎖相環中的相位檢測。

● LPF在AM無線電中用於二極管檢測器，以將AM調製的中頻信號改變為音頻信號。

 

 

推薦閱讀：