中文名 | 高通濾波器 | 外文名 | High-pass filter |
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應(yīng)用領(lǐng)域 | 通信技術(shù)、信號處理等 | 特????征 | 只允許比特定頻率高的信號通過 |
高通濾波器種類
(1)按照所采用的器件不同分類有源高通濾波器、無源高通濾波器。
無源高通濾波器: 僅由無源元件(R、L 和C)組成的濾波器,它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是:電路比較簡單,不需要直流電源供電,可靠性高;缺點(diǎn)是:通帶內(nèi)的信號有能量損耗,負(fù)載效應(yīng)比較明顯,使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng),當(dāng)電感L較大時(shí)濾波器的體積和重量都比較大,在低頻域不適用。
有源高通濾波器:由無源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成運(yùn)算放大器)組成。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是:通帶內(nèi)的信號不僅沒有能量損耗,而且還可以放大,負(fù)載效應(yīng)不明顯,多級相聯(lián)時(shí)相互影響很小,利用級聯(lián)的簡單方法很容易構(gòu)成高階濾波器,并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽(由于不使用電感元件);缺點(diǎn)是:通帶范圍受有源器件(如集成運(yùn)算放大器)的帶寬限制,需要直流電源供電,可靠性不如無源濾波器高,在高壓、高頻、大功率的場合不適用。
(2)按照濾波器的數(shù)學(xué)特性分為一階高通濾波器、二階高通濾波器等。
以上兩種分類方法相互獨(dú)立。有源高通濾波器更為常見,如一階有源高通濾波器、二階有源高通濾波器等。其中一階有源高通濾波器較為簡單,其電路原理圖和幅頻特性曲線分別如圖所示。
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傳遞函數(shù)為:
頻率特性為:
幅頻特性為:
相頻特性為:
高通濾波器應(yīng)用
在電力系統(tǒng)中,諧波補(bǔ)償時(shí)用高通濾波器濾除某次及其以上的各次諧波。
高通濾波器是一種讓某一頻率以上的信號分量通過,而對該頻率以下的信號分量大大抑制的電容、電感與電阻等器件的組合裝置。其特性在時(shí)域及頻域中可分別用沖激響應(yīng)及頻率響應(yīng)描述。后者是用以頻率為自變量的函數(shù)表示,一般情況下它是一個(gè)以復(fù)變量jω為自變量的的復(fù)變函數(shù),以H(jω)表示。它的模H(ω)和幅角φ(ω)為角頻率ω的函數(shù),分別稱為系統(tǒng)的“幅頻響應(yīng)”和“相頻響應(yīng)”,它分別代表激勵(lì)源中不同頻率的信號成分通過該系統(tǒng)時(shí)所遇到的幅度變化和相位變化??梢宰C明,系統(tǒng)的“頻率響應(yīng)”就是該系統(tǒng)“沖激響應(yīng)”的傅里葉變換。當(dāng)線性無源系統(tǒng)可以用一個(gè)N階線性微分方程表示時(shí),頻率響應(yīng)H(jω)為一個(gè)有理分式,它的分子和分母分別與微分方程的右邊和左邊相對應(yīng)。
這個(gè)必須接合圖紙來說明較清楚些,簡單地說吧就是利用電容,電感量的不一樣,所對不同頻率產(chǎn)生的阻抗不一樣.阻抗大的被阻擋,阻抗小的被通過.同時(shí)也可以利用電容,電感對某個(gè)頻段產(chǎn)生偕振,使之通過或被阻擋.這就...
模擬和數(shù)字濾波器,低通 高通濾波器之間的關(guān)系
模擬濾波器可以直接作用于現(xiàn)實(shí)中的模擬信號,如音頻信號。模擬低通濾波器可以對低于某一個(gè)頻率的信號能量進(jìn)行衰減,高通濾波器則是對高于某個(gè)頻率的信號能量進(jìn)行衰減。 數(shù)字濾波器是針對已經(jīng)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信...
高通濾波器:【簡介】高通濾波器,又稱低截止濾波器、低阻濾波器,允許高于某一截頻的頻率通過,而大大衰減較低頻率的一種濾波器。它去掉了信號中不必要的低頻成分或者說去掉了低頻干擾?!痉诸悺糠诸愑性锤咄V波器...
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基于ADS對射頻高通濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真,并且介紹了一種將集總參數(shù)轉(zhuǎn)換為分布參數(shù)的方法,即Richards變換和Kuroda規(guī)則,同時(shí)以這兩種理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出一種射頻高通濾波器。
與低通濾波器相反,高通濾波器用來通過高頻信號,衰減或抑制低頻信號。
只要將低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換,即可變成二階有源高通濾波器。高通濾波器性能與低通濾波器相反,其頻率響應(yīng)和低通濾波器是“鏡象”關(guān)系,仿照LPH分析方法,不難求得HPF的幅頻特性。
電路性能參數(shù)AuP、fO、Q各量的函義同二階低通濾波器。
與低通濾波器相反,高通濾波器用來通過高頻信號,衰減或抑制低頻信號。
只要將圖2-2低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換,即可變成二階有源高通濾波器,如圖2-3(a)所示。高通濾波器性能與低通濾波器相反,其頻率響應(yīng)和低通濾波器是"鏡象"關(guān)系,仿照LPH分析方法,不難求得HPF的幅頻特性。
電路性能參數(shù)AuP、fO、Q各量的函義同二階低通濾波器。
網(wǎng)絡(luò)濾波器低通和高通濾波器之間的對偶關(guān)系
( 1)幅頻特性的對偶關(guān)系
當(dāng)?shù)屯V波器和高通濾波器的通帶增益 A0、 截止頻率 或 f0分別相等時(shí),兩者的幅頻特性曲線相對于垂直線f=f0對稱。
( 2)傳遞函數(shù)的對偶關(guān)系
將低通濾波器傳遞函數(shù)中的S換成1/S,則變成對應(yīng)的高通濾波器的傳遞函數(shù)。
( 3)電路結(jié)構(gòu)上的對偶關(guān)系
將低通濾波器中的 起濾波作用的電容C換成電阻R,并將起濾波作用的電阻R換成電容C,則低通濾波器轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的高通濾波器。