带通滤波器原理,带通滤波器电路图-KIA MOS管
带通滤波器原理
带通滤波器是一种允许特定频率范围内的信号分量通过,而将其他频率的信号分量衰减到极低水平的滤波器。这种滤波器在信号处理、通信系统等领域具有重要作用,用于提取特定频率的信号成分。
带通滤波器的工作原理结合了低通滤波器和高通滤波器的特点。它通常由低通滤波器和高通滤波器组合而成,或者通过其他方式实现特定频率范围的滤波效果。当信号通过带通滤波器时,只有位于滤波器通带内的信号分量能够较好地通过;而通带外的信号分量则会被削弱或抑制。
带通滤波器有多种类型,包括RLC振荡回路、LC谐振电路等。这些滤波器在设计上有所不同,但都具有带通滤波的特性。RLC振荡回路是一种模拟带通滤波器,通过电阻、电感和电容的组合实现特定频率范围的滤波效果;而LC谐振电路则利用电感和电容的谐振特性实现带通滤波。
带通滤波器 (RC)
这种无源带通滤波器设计用于允许特定频率信号并阻止剩余信号。
通过连接高通滤波器和低通滤波器可以形成带通滤波器,这里我们需要仔细计算较低截止频率和较高截止频率。
这里FLC代表较低截止频率计算,FHC代表较高截止频率计算。以上三种无源滤波器是使用电阻和电容元件来设计的,我们也可以使用电阻和电感元件来设计同样的滤波器。
带通滤波器电路图
电路原理图如图所示。然后可在Proteus中搭建电路进行仿真分析,前面已经提到,FilterPro生成的滤波器中的运放使用的理想运放模型,所以仿真时需要先用理想运放进行分析,然后再进行替换。
设计中运放选择TI产品典型的通用双放LM358,LM358里面包括两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放,适用于电压范围很宽的单电源,而且也适用于双电源工作方式,特点方面具有低输入偏置电流、低输入失调电压和失调电流,它的共模输入电压范围较宽,差模输入电压范围等于电源电压范围,单电源供电电压3-32V,双电源供电±1.5-±16V,单位增益带宽为1MHz,适用于一般的带通滤波器的设计,同时具有低功耗的功能,对于设计阶数相对高一些的带通滤波器的话,可以选用TI的四运放LM324,其性能与LM358大体相同,应用起来节省空间。
对于运放的要求此设计不是特别高,只要运放的频率满足低通的截止频率即可,如果精确度要求高的话那么首先运放的供电电压要足够稳定,或者选择精密运放,如TLC274A,否则通用的即可,例如推荐TI的LM224四运放。
巴特沃斯带通滤波器幅频响应在通带中具有最平幅度特性,但是从通带到阻带衰减较慢,如果对于过渡带要求稍高,可以增加阶数来实现,否则改选用切比雪夫滤波电路。
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