高通滤波器设计原理_高通滤波器的工作原理与应用

在电子电路设计中,常用的滤波器主要分为高通滤波器、低通滤波器、带阻滤波器和带通滤波器,这四种滤波器统称为有源滤波器。下面我们分别来说说这个高通滤波器的工作原理和应用。

高通滤波器的特点:允许高频信号通过,衰减低频信号。如下图所示,当信号处于低频段时,幅频特性如下:

解释完高通滤波器的原理,我们来看下面的差分电路:

像前面对低通滤波器的分析一样,我们知道时间常数t大于积分电路输入信号的脉冲宽度。相反,对于差分电路,时间常数t远小于输入信号的宽度。

从电路分析,当一个输入信号冲出时,由于电容两端的电压不能突然变化,流过它的脉冲全部留在电阻上,所以可以认为电容短路,所以电阻的电压变成最大值。但是对于差分电路来说,由于时间常数远小于输入信号的脉宽,电容很快就开始充电,而且由于电容两端的电压不可能突然变化,电容还在充电,此时电容充满电。当电容充满电时,它成为开路(Uout也为0),即输入断开。此时输入脉冲会断开消失,变成开路的结果就是电阻上没有电流流过,电阻上方没有电压,相当于输入端接地。

观察电压的输入极性,左边为正,右边为负,所以此时电阻上的电压还是最大的,但变成了最大的负电压。此时开始放电,电容两端的电压不可能同时发生突变,所以此时电阻上的电压还是最大,然后迅速放电(因为时间t很小)。放电结束后,等待下一个脉冲到来,此时Uout仍为0。

简单总结一下,微分电路实际上是通过电容不能突变的特性,使脉冲连续产生尖波,从而找出输入信号中的突变成分,即通过改变电容和电阻的阻值,得到一定频率范围内的信号。通过一系列的尖波突变,可以知道Uin输入的大小是不变的,所以结论是差分电路没有输出。

同样,搞清楚了差分电路,再看高频滤波电路就清楚了。下面是边肖画的两个高通滤波电路:一阶高通滤波器和二阶高通滤波器。

Aup=1 (R11/R12),F0=1/(2R6C3),二阶也是增加的正反馈引入。

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