图1 低通滤波器
2 高通滤波器
图
图3 带通滤波器 图4 带阻滤波器
图5与图7是最简单的带阻与带通滤波电路,它们的滤波特性图6与图8。图5中的带阻滤波电路其实就是一个RLC串联电路,取其电容与电感的电压合当作输出电压。电容对直流电而言是一个断路,在交流电中因其充放电性质才呈现出导通状态,交流频率越高其呈现的阻抗越小。电感对直流电而言是一个通路,在交流电中因法拉第定律会产生感应电压,交流频率越高其呈现的阻抗越大。
图5 LC串联带阻滤波器 图6 LC串联带阻滤波器特性
图7 LC并联带通滤波器 图8 LC并联带通滤波器特性
图5中RLC串联,频率低时电容阻抗大,电感没什么做用,输出电压V0几为电容电压,V0很大。频率高
时电感阻抗大,电容没什么做用,输出电压V0几为电感电压,V0很大。频率适中时,电容与电感的阻抗
相当(
时容抗与感抗值相等),则因电容与电感的电压正好反相位,互相抵消,V0极小。
图7中LC并联,频率低时电容阻抗大,但电感阻抗很小,电流都走电感,输出电压V0很小。频率高时电感阻抗大,但电容阻抗很小,电流都走电容,V0很小。频率不大、不小时,电容与电感的阻抗相当
(时容抗与感抗值相等),此时通过两者的电流大小相当但相位相反,互相抵消,LC并
联的综合效果变成阻抗极大,V0很大。
Q值与频宽:频宽定义如图9所示,是高低两半功率频率的差。因电阻电压VR与输出电压V0 (电容与电
感的合)相位差90o,因此永远成立,电流大小只与电阻值有关。而输出电压最大值
(当时),故当R减小时V0会增大,如图10
所示,电路的品质也越好。在电路学上定义一Q值(quality factor)来标示电路的品质,其定义为:
Q是输出电压最大时电容或电感的功率除以电阻的功率。
频宽的定义 最大输出电压与电阻关系
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