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有源帶通濾波器有什么功能?

發(fā)布時(shí)間:2023-05-11 18:01:57人氣:

  有源帶通濾波器是為了克服無源濾波器的缺陷出現(xiàn)的濾波器,不僅具有無源濾波器的基本功能。又增加了至少三個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、輸入電阻增加能有效利用信號(hào)源的輸出信號(hào);2、增大了電路的放大倍數(shù)為負(fù)載提供更高的可用信號(hào);3負(fù)載的大小以及存在與否不會(huì)對(duì)輸出信號(hào)產(chǎn)生影響。


  帶通濾波器(band-pass filter)是一個(gè)允許特定頻段的波通過同時(shí)屏蔽其他頻段的設(shè)備。比如RLC振蕩回路就是一個(gè)模擬帶通濾波器。帶通濾波器是指能通過某一頻率范圍內(nèi)的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器,與帶阻濾波器的概念相對(duì)。一個(gè)模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路(RLC circuit)。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產(chǎn)生。一個(gè)理想的帶通濾波器應(yīng)該有一個(gè)完全平坦的通帶,在通帶內(nèi)沒有放大或者衰減,有源帶通濾波器電路并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉,另外,通帶外的轉(zhuǎn)換在極小的頻率范圍完成。


  實(shí)際上,并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠?qū)⑵谕l率范圍外的所有頻率完全衰減掉,尤其是在所要的通帶外還有一個(gè)被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現(xiàn)象,并且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數(shù)來表示。通常,濾波器的設(shè)計(jì)盡量保證滾降范圍越窄越好,這樣濾波器的性能就與設(shè)計(jì)更加接近。


  然而,隨著滾降范圍越來越小,通帶就變得不再平坦,開始出現(xiàn)波紋。這種現(xiàn)象在通帶的邊緣處尤其明顯,這種效應(yīng)稱為吉布斯現(xiàn)象。除了電子學(xué)和信號(hào)處理領(lǐng)域之外,帶通濾波器應(yīng)用的一個(gè)例子是在大氣科學(xué)領(lǐng)域,很常見的例子是使用帶通濾波器過濾最近3到10天時(shí)間范圍內(nèi)的天氣數(shù)據(jù),這樣在數(shù)據(jù)域中就只保留了作為擾動(dòng)的氣旋。帶通濾波器在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率,這里濾波器的增益最大,濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。


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