低通滤波器
低通滤波器是指车载功放中能够让低频信号通过而不让中、高频信号通过的电路,其作用是滤去音频信号中的中音和高音成分,增强低音成分以驱动扬声器的低音单元。由于车载功放大部分都是全频段功放,通常采用ab类放大设计,功率损耗比较大,所以滤除低频段的信号,只推动中高频扬声器是节省功率、保证音质的最佳选择。此外高通滤波器常常和低通滤波器成对出现,不论哪一种,都是为了把一定的声音频率送到应该去的单元。
特点:低损耗高抑制;分割点准确;双铜管保护;频蔽好防水功能强。
用途:产品用途广泛,使用于很多通讯系统,如catveoc等系统。并能有效的除掉通频带以外的信号和多余的频段、频率的干扰。
10mhz低通滤波器
如下图所示为10mhz低通滤波器。
此低通滤波器利用带宽高达100mhz的高速电流反馈集成运放0pa603组成二阶巴特沃思低通滤波器滩图中r1=r2=159ω,c1=c2=100pf,其截止频率为fc=1/2πr1c1=10mhz,其零频增益为g0=1+rf/r=1.6.
电容参数相同的12db/oct低通滤波器
“由op放大器构成的12db/oct低通滤波器”介绍的低通滤波器为保证获得0.707的q值而造成各电容器的容量不一致,按计算的容量选取电容非常困难。本电路c1、c2的电容量相同,截止频率一旦确定,即可选取co=c1=c2的合适值,然后反算ro所需的阻值。
另一方面,为了获得一定的q值,使反馈放大器具有增益,但增益误差又会引起q值的改变。
电路工作原理
在本电路中,a=1时,a=0.5,与无源滤波器无区别。当a大于1时,q=1/(3-a),12db/oct的巴特沃次滤波器q=0.707,a可假定为:a=3-(i/q)1.585,根据r4=r3(a-1),当r3=10k时,r4可取5.85k,用5.1k和750欧串联而成。
采用这种方式可具有a=1.585的通事增益,再用接在前级或后级的电路使其衰减为1/1.585。反馈电容c3的作用是抑制因op放大器的输入电容c1产生的尖峰。
截止频率fl的设定虽然有一定的自由度,但是当fl=100khz时,若r0=10k,则co≈160pf,op放大器的输入电容c1或寄生电容就会产生影响,所以co必须从计算值中减少5~10pf。另外,op放大器可换成单增益宽带产品。
低通滤波器延迟的频率变换
(a)给出的3阶巴特沃兹低通滤波器归一化延迟曲线,计算该滤波器经频率变换,3db截止频率为100hz时,零频率处的延迟及通带内延迟的变化。
图 阶低通滤波器的延迟
解为了将曲线去归一化,用2πrf.除延迟轴,用五乘频率轴,其中fc=1o0hz。结果曲线如图(b)所示。零频率处的延迟为3.2ms,在通带内延迟的变化是1.3ms。
低通滤波器在截止频率以下的标称延迟可以用下式估算:
式中,t是以ms为单位的延迟;′是滤波器的阶数;五是以hz为单位的3db戳止频率。作为近似估计,式的精度在25%以内。
(2)带通滤波器的群延迟当一个低通滤波器变换为窄带带通滤波器时,延迟也变换为关于中心频率近似镜像对称的曲线。当带宽由窄带变为宽带时,延迟曲线的对称性被破坏,破坏程度近似地与滤波器带宽成正比。
对于窄带情况,带通滤波器的延迟曲线可以用下列规则来估算:
①归一化延迟曲线的时延轴除以πbw,其中bw是以hz为单位的3db带宽。
②频率轴乘以bw/2。
③做出第①、②步所得曲线的镜像,就可以形成关于中心频率对称的延迟特性。全部的3db带宽就是bw。
一阶rc低通滤波电路
图1 典型rc电路
直流、交流、脉冲信号都可以用它
rc低通滤波电路参数设置:
时域
假设电容初始电压值为0
r=1000ω
c=4.7uf
ui=1v
t=0.0001~0.1s
τ=rc
vc(τ)=0.632
图2 一阶rc系统的阶跃响应曲线
频域
u1=ui;u2=uo;
以电容电压作为输出,电路的网络函数为:
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