帶通濾波器原理,帶通濾波器電路圖-KIA MOS管

帶通濾波器原理

帶通濾波器是一種允許特定頻率范圍內(nèi)的信號分量通過，而將其他頻率的信號分量衰減到極低水平的濾波器。這種濾波器在信號處理、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要作用，用于提取特定頻率的信號成分。

帶通濾波器的工作原理結(jié)合了低通濾波器和高通濾波器的特點(diǎn)。它通常由低通濾波器和高通濾波器組合而成，或者通過其他方式實(shí)現(xiàn)特定頻率范圍的濾波效果。當(dāng)信號通過帶通濾波器時，只有位于濾波器通帶內(nèi)的信號分量能夠較好地通過；而通帶外的信號分量則會被削弱或抑制。

帶通濾波器有多種類型，包括RLC振蕩回路、LC諧振電路等。這些濾波器在設(shè)計(jì)上有所不同，但都具有帶通濾波的特性。RLC振蕩回路是一種模擬帶通濾波器，通過電阻、電感和電容的組合實(shí)現(xiàn)特定頻率范圍的濾波效果；而LC諧振電路則利用電感和電容的諧振特性實(shí)現(xiàn)帶通濾波。

帶通濾波器 (RC)

這種無源帶通濾波器設(shè)計(jì)用于允許特定頻率信號并阻止剩余信號。

通過連接高通濾波器和低通濾波器可以形成帶通濾波器，這里我們需要仔細(xì)計(jì)算較低截止頻率和較高截止頻率。

這里FLC代表較低截止頻率計(jì)算，F(xiàn)HC代表較高截止頻率計(jì)算。以上三種無源濾波器是使用電阻和電容元件來設(shè)計(jì)的，我們也可以使用電阻和電感元件來設(shè)計(jì)同樣的濾波器。

帶通濾波器電路圖

電路原理圖如圖所示。然后可在Proteus中搭建電路進(jìn)行仿真分析，前面已經(jīng)提到，F(xiàn)ilterPro生成的濾波器中的運(yùn)放使用的理想運(yùn)放模型，所以仿真時需要先用理想運(yùn)放進(jìn)行分析，然后再進(jìn)行替換。

設(shè)計(jì)中運(yùn)放選擇TI產(chǎn)品典型的通用雙放LM358，LM358里面包括兩個高增益、獨(dú)立的、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)放，適用于電壓范圍很寬的單電源，而且也適用于雙電源工作方式，特點(diǎn)方面具有低輸入偏置電流、低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流，它的共模輸入電壓范圍較寬，差模輸入電壓范圍等于電源電壓范圍，單電源供電電壓3-32V，雙電源供電±1.5-±16V，單位增益帶寬為1MHz，適用于一般的帶通濾波器的設(shè)計(jì)，同時具有低功耗的功能，對于設(shè)計(jì)階數(shù)相對高一些的帶通濾波器的話，可以選用TI的四運(yùn)放LM324，其性能與LM358大體相同，應(yīng)用起來節(jié)省空間。

對于運(yùn)放的要求此設(shè)計(jì)不是特別高，只要運(yùn)放的頻率滿足低通的截止頻率即可，如果精確度要求高的話那么首先運(yùn)放的供電電壓要足夠穩(wěn)定，或者選擇精密運(yùn)放，如TLC274A，否則通用的即可，例如推薦TI的LM224四運(yùn)放。

巴特沃斯帶通濾波器幅頻響應(yīng)在通帶中具有最平幅度特性，但是從通帶到阻帶衰減較慢，如果對于過渡帶要求稍高，可以增加階數(shù)來實(shí)現(xiàn)，否則改選用切比雪夫?yàn)V波電路。

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