设计一个RC高通滤波器或低通滤波器

设计⼀个RC⾼通滤波器或低通滤波器

⼀、引出

在⼀些信号电路中通常会存在⼀些我们不需要的噪声，⽐如⾼频噪声。这个时候就需要滤波器来处理他们了。

⼆、滤波器电路图及其截⽌频率计算公式

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纳米金⼀阶RC滤波器电路图如上，截⽌频率公式为：f=1/(2πRC)

如R=51Ω，C=22uF，则截⽌频率f=141Hz。意味着，⾼通RC滤波器会对低于141Hz的信号起抑制作⽤。低通滤波器会对⾼于141Hz的信号起抑制作⽤。（实际运⽤时，要留有余量，因为到达截⽌频率时，信号已经产⽣了3dB衰减，⼀般选取的截⽌频率值要⽐实际有⽤信号的最⾼频率稍⼤⼀些）

三、滤波器的阻抗匹配

运⽤上⾯的⽅法，可以很简单的设计RC滤波器，可是你会发现同⼀个频率可以有很多取值，⽐如R=51Ω，C=22uF，也可以换成R=510Ω，C=2.2uF，它们有什么区别呢？把实际的电路搭出来后，你会发现输出的波形和输⼊的波形，幅值不同，这是为什么？

这就涉及滤波器阻抗匹配的问题了，即滤波器⾃⾝也存在阻抗，会对信号起分压的作⽤，因此会导致输出信号降低。

以上⾯的低通滤波器为例，假设前级电路的输出阻抗为Ro1，后级电路的输⼊阻抗为RL2，那么等效电路图变为：

我们先来考虑低通滤波器的输⼊阻抗，等效图精简为：

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滤波器输⼊阻抗：孔捷生

则图中Point7处电压为：

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再来看滤波器输出阻抗与负载之间的关系，等效图为：

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图中Point 3出电压：

根据V7和V3的公式，就可以得出输⼊信号与输出信号的关系，由此可知滤波器R、C值的选取对于滤波器的输出影响很⼤。R、C参数的选取很重要。

四、R、C的选取⽅式

在计算后截⽌频率的情况下，R、C的取值可以成倍变化，如51Ω、22uF变为510Ω、2.2uF或5.1欧姆、220uF。为得到幅值衰减最⼩的波形，要保证：

1、滤波器的阻抗R1+Xc⼤于前级输⼊阻抗，越⼤越好。

2、滤波器的电容阻抗Xc远远⼩于后级输出阻抗RL2。

本文发布于:2024-09-20 16:54:19，感谢您对本站的认可！

标签：信号频率输出阻抗电路实际

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