电子电路

滤波器原理

总结

1. 滤波器的本质：就是依照阻容感的频率响应来分压，把有用信号的能量尽可能多的分给高阻抗的器件。或者说无用信号的电流被高阻抗器件阻碍(断路)/被低阻抗器件短路，迫使它无法流入下一级系统，从而滤波。
2. 电容隔直通交(交流电可以过去,直流电过不去),电感隔交通直

电容滤波器

以下拿高通滤波器举例，明白了高通滤波器，也就明白低通滤波器了

截止频率

• 计算公式

\[x=\frac{1}{2\pi rc} (\Omega) \]

截止频率意义

• 增益，可以看作是电路的放大倍数

  \[A=\frac{V_{out}}{v_{in}} \]

  当处于截止频率时，A=0.707，此时输出的电压强度只有输入的 70%

  大于截止频率，A 会上升的很快，低于则会下降的快

  

  比如输入 10v 会变成 7v

  

容抗

• 定义：对电阻交流电的阻碍作用容抗

• 计算公式

  \[x=\frac{1}{2\pi fc} (\Omega) \]

  例如：

  一个高通滤波器，输入 10v 100HZ 交流电可求出其容抗为 10 欧姆

  

  于是右边输出的就是 5V 电压

  若 f 无穷大，则 x 无穷小，此时输入和输出波形一致，没有阻碍作用

  

谐振

谐振频率(固有频率)

定义: 由阻抗的公式,当复阻抗为0时的频率f称为谐振频率,不同电路有不同的谐振频率

\[f=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \]

串联谐振

• 当信号频率为谐振频率时,对于信号来说,电容和电感相当于通路

• 当信号频率<谐振频率,信号可以通过电感,但是会被电容阻碍

• 当信号频率>谐振频率,信号可以通过电容,但是会被电感阻碍

总之,只有当信号频率时谐振频率的时候,信号才能通过

特点:

1. 筛选信号
2. 低电压阐述高电压

并联谐振

• 当信号频率为谐振频率时,对于信号来说,这个并联电路阻抗很大,导致信号无法通过
• 当信号频率>谐振频率时,信号会从电容通过
• 当信号频率<谐振频率时,信号会从电感通过

总之,当信号频率是谐振频率时,信号无法通过

特点:

1. 去除信号
2. 低电流产生高电流

二极管

钳位电路

钳位和限幅电路，别再傻傻分不清了_哔哩哔哩_bilibili

假设是理想二极管

在第一个周期内

• 一开始电压源给电容充电,二极管正向偏置,此时输出电压是0

• 当输入电压达到峰值,电容开始放电,由于此时二极管反向偏置,导致电容两端的压降维持在峰值点.此时输出电压是V = 电压源电压 + 电容两端的压降 ,由于两者的电压极性相反,所以式子变成V = 电压源电压 - 电容两端的压降

• 当输入电压下降时,输出电压V<0,此时输出电压会从0开始

在后面的周期内

输出信号和输入信号的波形一致,但是向下平移了一个波峰

整个信号的输入过程

电容两端的压降一旦充电到峰值,在后面的时间就会维持峰值不变

限幅电路

由一个二极管组成的单向限幅电路是怎样工作的_哔哩哔哩_bilibili

• 一开始没导通(V < 0.7v),没有电流,电阻不分压,此时输出信号和输入信号波形一致

• 导通后由二极管的伏安特性曲线可以看到 ,随着电流增加电压变化的慢,可以近似看作电压不变.

  所以二极管两端的电压看作被钳制在0.7V,此时输出信号就是0.7V

  根据弹幕上说这个东西是"恒压降模型的基本特性，可以理解为只要是恒压降模型它的电压最大值就是一定的，有限的 "