濾波電路基礎

Ⅰ RC低通，高通濾波電路的基本工作原理

在基本的RC濾波電路中：C做輸出端就是低通濾波器，R做輸出就是高通濾波器

基本原理是，當電容和電阻串聯時，

若電源為直流電（f=0 ），由於電容的隔直作用，故只有電容兩端有電壓，而電阻兩端的電壓為0，

若電源為交流電（f>0 ），電容導通，頻率越高導通阻抗越小，因而高通，

考慮一個連續的過程，

當電源頻率由0變大時，電容兩端電壓由大變小，因而低通，

而在高通電路中，電阻兩端的電壓由0慢慢變大，因而高通。

(1)濾波電路基礎擴展閱讀：

低通濾波可以簡單的認為：設定一個頻率點，當信號頻率高於這個頻率時不能通過，在數字信號中，這個頻率點也就是截止頻率，當頻域高於這個截止頻率時，則全部賦值為0。因為在這一處理過程中，讓低頻信號全部通過，所以稱為低通濾波。

低通過濾的概念存在於各種不同的領域，諸如電子電路，數據平滑，聲學阻擋，圖像模糊等領域經常會用到。

在數字圖像處理領域，從頻域看，低通濾波可以對圖像進行平滑去噪處理。

根據濾波器的特點可知，它的電壓放大倍數的幅頻特性可以准確地描述該電路屬於低通、高通、帶通還是帶阻濾波器，因而如果能定性分析出通帶和阻帶在哪一個頻段，就可以確定濾波器的類型。

識別濾波器的方法是：若信號頻率趨於零時有確定的電壓放大倍數，且信號頻率趨於無窮大時電壓放大倍數趨於零，則為低通濾波器；反之，若信號頻率趨於無窮大時有確定的電壓放大倍數，且信號頻率趨於零時電壓放大倍數趨於零，則為高通濾波器。

若信號頻率趨於零和無窮大時電壓放大倍數均趨於零，則為帶通濾波器；反之，若信號頻率趨於零和無窮大時電壓放大倍數具有相同的確定值，且在某一頻率范圍內電壓放大倍數趨於零，則為帶阻濾波器。

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。

其特性在時域及頻域中可分別用沖激響應及頻率響應描述。後者是用以頻率為自變數的函數表示，一般情況下它是一個以復變數jω為自變數的的復變函數，以H（jω）表示。它的模H（ω）和幅角φ（ω）為角頻率ω的函數，分別稱為系統的「幅頻響應」和「相頻響應」，它分別代表激勵源中不同頻率的信號成分通過該系統時所遇到的幅度變化和相位變化。

Ⅱ 濾波電感基礎知識

電感線圈是由導線一圈靠一圈地繞在絕緣管上，導線彼此互相絕緣，而絕緣管可以是空心的，也可以包含鐵芯或磁粉芯，簡稱電感。用L表示，單位有亨利(H)、毫亨利
(mH)、微亨利(uH)，1H=10^3mH=10^6uH。

一、電感的分類

按 電感形式 分類：固定電感、可變電感。
按導磁體性質分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。
按 工作性質 分類：天線線圈、振盪線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。
按 繞線結構 分類：單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。

二、電感線圈的主要特性參數

1、電感量L

電感量L表示線圈本身固有特性，與電流大小無關。除專門的電感線圈（色碼電感）外，電感量一般不專門標注在線圈上，而以特定的名稱標注。

2、感抗XL

電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL，單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關系為XL=2πfL

3、品質因素Q

品質因素Q是表示線圈質量的一個物理量，Q為感抗XL與其等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。
線圈的Q值愈高，迴路的損耗愈小。線圈的Q值與導線的直流電阻，骨架的介質損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應的影響等因素有關。線圈的Q值通常為幾十到幾百。

4、分布電容

線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。

三、常用線圈

1、單層線圈

單層線圈是用絕緣導線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機中波天線線圈。

2、蜂房式線圈

如果所繞制的線圈，其平面不與旋轉面平行，而是相交成一定的角度，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉一周，導線來回彎折的次數，常稱為折點數。蜂房式繞法的優點是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機來繞制，折點越多，分布電容越小。

3、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

線圈的電感量大小與有無磁芯有關。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線圈的品質因素。

4、銅芯線圈

銅芯線圈在超短波范圍應用較多，利用旋動銅芯在線圈中的位置來改變電感量，這種調整比較方便、耐用。

5、色碼電感器

色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標志方法同電阻一樣以色環來標記。

6、阻流圈（扼流圈）

限制交流電通過的線圈稱阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。

7、偏轉線圈

偏轉線圈是電視機掃描電路輸出級的負載，偏轉線圈要求：偏轉靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價格低。

Ⅲ 濾波電路主要採用哪些形式

（1）電容器濾波，電容器濾波主要應用在開關變壓器初級電路中，用以產內生300V直流電壓。

（2）容LC濾波電路，LC濾波電路主要應用在開關電源次級輸出電路和二次電源輸出電路中。

（3）仔型LC濾波電路，在LC濾波電路的基礎上再加上一個電容，就組成了一節仔型LC濾波電路。仔型LC濾波電路廣泛應用在開關電源次級輸出電路中。

Ⅳ L、C、R基本濾波電路的接法是什麼

L、C、R的基本濾波電路是派型濾波器，接法有C、R並聯L就是派型濾波電路。還有串聯濾波電路L、C、R串聯起來就是串聯濾波電路。

Ⅳ 帶通濾波電路的基本介紹

帶通濾波器(band-pass filter)是指能通過某一頻率范圍內的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平回的濾波器,與帶答阻濾波器的概念相對.一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設備。

Ⅵ 相關濾波器的基本原理是什麼

濾波器原理是當流過電感的電流變化時，電感線圈中產生的感應電動勢將阻止電流的變化。當通過電感線圈的電流增大時，電感線圈產生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時將一部分電能轉化成磁場能存儲於電感之中；當通過電感線圈的電流減小時，自感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量，以補償電流的減小。因此經電感濾波後，不但負載電流及電壓的脈動減小，波形變得平滑，而且整流二極體的導通角增大。

濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率後的電源信號。

拓展資料

按所處理的信號分為模擬濾波器和數字濾波器兩種。

按所通過信號的頻段分為低通、高通、帶通、帶阻和全通濾波器五種。

低通濾波器：它允許信號中的低頻或直流分量通過，抑制高頻分量或干擾和雜訊；

高通濾波器：它允許信號中的高頻分量通過，抑制低頻或直流分量；

帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低於或高於該頻段的信號、干擾和雜訊；

帶阻濾波器：它抑制一定頻段內的信號，允許該頻段以外的信號通過，又稱為陷波濾波器。

全通濾波器：全通濾波器是指在全頻帶范圍內，信號的幅值不會改變，也就是全頻帶內幅值增益恆等於1。一般全通濾波器用於移相，也就是說，對輸入信號的相位進行改變，理想情況是相移與頻率成正比，相當於一個時間延時系統。

按所採用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。

根據濾波器的安放位置不同，一般分為板上濾波器和面板濾波器。

板上濾波器安裝在線路板上，如PLB、JLB系列濾波器。這種濾波器的優點是經濟，缺點是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是：

1、濾波器的輸入與輸出之間沒有隔離，容易發生耦合；

2、濾波器的接地阻抗不是很低，削弱了高頻旁路效果；

3、濾波器與機箱之間的一段連線會產生兩種不良作用： 一個是機箱內部空間的電磁干擾會直接感應到這段線上，沿著電纜傳出機箱，藉助電纜輻射，使濾波器失效；另一個是外界干擾在被板上濾波器濾波之前，藉助這段線產生輻射，或直接與線路板上的電路發生耦合，造成敏感度問題；

濾波陣列板、濾波連接器等面板濾波器一般都直接安裝在屏蔽機箱的金屬面板上。由於直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入與輸出之間完全隔離，接地良好，電纜上的干擾在機箱埠上被濾除，因此濾波效果相當理想。

Ⅶ 濾波器的基本概念

濾波的實現可以利用模擬電濾波器，也可以利用數字濾波。過去，無論野外採集還是室內處理都採用由電阻、電感、電容等電器元件組成的模擬電濾波器。模擬電濾波器存在著嚴重的缺點，其結構比較復雜，改變濾波器的特性比較困難，而且還存在著不需要的相位移等。數字濾波利用數學運算的方法實現濾波，簡單、方便，目前室內濾波處理已廣泛採用數字濾波的方法。

一個原始信號通過某一裝置後變為一個新信號的過程稱為濾波。原始信號稱為輸入，新信號稱為輸出，該裝置則叫做濾波器。從廣義上講，任何一個過程和系統都可以稱為濾波器。所謂「信號」、「裝置」的概念亦應當廣義地理解，可能是具體的（如電流信號和電感、電容、電阻等元件組成的「裝置」），也可能是抽象的（如數和數學運算）。

1.線性時不變濾波器的響應特徵和濾波機理

濾波器的種類十分繁多，地震勘探中最為常用的是線性時不變濾波器。

1）線性時不變濾波器的概念

濾波器對輸入信號的改造作用可分為線性的和非線性的兩大類型，簡單地定義：線性濾波器是其特性與輸入的性質、極性和大小都無關的濾波器，並且輸出信號只包含輸入信號所擁有的成分，不會有新的成分出現；非線性濾波器的特性則與之相反。

線性濾波器的基本性質是滿足疊加原理和正比定理。設不同的信號x₁ （t）、x₂ （t）……分別輸入到濾波器，輸出為y₁ （t）、y₂ （t）……現在如果輸入信號為

x（t）＝ax₁（t）＋bx₂（t）＋… （4-2-1）

其中a、b為任意常數，則輸出必為

y（t）＝ay₁（t）＋by₂（t）＋… （4-2-2）

因為線性運算比非線性運算容易得多，故線性濾波器比非線性濾波器簡單得多。

時不變性質即濾波器對輸入信號的改造作用與時間無關。換言之，當輸入為x（t）時濾波器的輸出為y（t）。若輸入為x（t-τ）則輸出正好是y（t-τ），它與時移大小τ無關。

2）濾波器的響應特性

對濾波器濾波能力的最普遍度量是其響應特性。從經典通信論的觀點來看，不考慮濾波器的內部結構，只從其輸入、輸出間關系定義出的濾波器特性稱為響應函數。

時間函數之間的運算稱為時間域運算。時間域中的響應函數稱為脈沖響應，或稱濾波器的時間函數、權函數或濾波因子。它定義為對單位脈沖δ（t）輸入所得到的輸出h（t）。

一個時間函數經傅里葉變換後可以得到其頻譜，或稱之為頻率域中的函數。頻率域函數之間的運算稱為頻率域運算。頻率域中的響應函數稱為頻率響應，或稱濾波器的頻率特性、傳遞函數或轉移函數。它是脈沖響應h（t）的傅里葉變換H（ω），也可以看作是輸出信號的頻譜與輸入信號的頻譜之比。一般來說它是復變函數，可以寫成指數形式：

地震波場與地震勘探

其中：|H（ω）|稱為濾波器的振幅特性，它影響輸入信號的振幅譜；ϕ_h （ω）稱為濾波器的相位特性，它對輸入信號的相位譜產生改造作用。

3）線性時不變濾波器的濾波機理

線性時不變濾波器在時間域中濾波作用的實現用輸入信號x（t）與濾波器的脈沖響應h（t）的褶積運算表示

地震波場與地震勘探

而在頻率域中則表示為輸入信號的頻譜X（ω）與濾波器的傳輸函數H（ω）相乘：

Y（ω）＝X（ω）H（ω） （4-2-5）

因此，輸出信號的振幅譜和相位譜分別為

地震波場與地震勘探

因為傅里葉變換是可逆的，故頻率域運算與時間域運算完全等價。在兩個域中表示的濾波機理歸結如下：

地震波場與地震勘探

線性時不變濾波器的時間域濾波機理可以這樣來理解：將輸入想像為在采樣瞬間由函數值確定其大小的一個脈沖序列；該序列的每個脈沖均使濾波器產生相應的脈沖響應；根據線性時不變性質，輸入為所有單個脈沖之和組成的脈沖序列，則輸出由所有這些單個脈沖的響應疊加組成。這一點通過數值褶積的物理過程（圖4-2-1）可以看得很清楚。

圖4-2-1 數值褶積的物理過程

其中h_n＝（1，-1，0.5）

線性時不變濾波器的頻率域濾波機理更容易理解，即對輸入信號中的不同頻率成分用不同的權系數值相乘，結果組成輸出信號的頻譜。

利用Z變換的形式表示數字濾波的作用十分方便。若輸入（x_i）、輸出（y_i）和脈沖響應（h_i）及其Z變換分別為

地震波場與地震勘探

用Z變換表示濾波過程則有：

Y（Z）＝X（Z）H（Z） （4-2-6）

從形式上看，它與頻率域濾波作用一樣，是乘積。從多項式相乘的運算來看，它又與時間域濾波的運算一樣，是褶積運算。因此，它同時表示了兩個域中的濾波作用，是一種十分方便的表達形式。

2.濾波器的穩定性和物理可實現性

當輸入信號為有限，其輸出信號也為有限時，這種濾波器就是穩定的。即：若存在一個正數L，使得輸入信號x（t）滿足|x（t）|≤L，也有一個正數M，使得輸出信號y（t）滿足條件|y（t）|≤M，則此濾波器是穩定的。

對濾波器的一個基本要求是「穩定」，不穩定的濾波器無法使用。

濾波器穩定的充要條件是：

地震波場與地震勘探

滿足因果律（即輸入之前不會產生輸出）的濾波器稱為物理可實現的。濾波器是物理可實現的充要條件是：

h（t）≡0 當 t ＜ 0時 （4-2-8）

物理濾波器（包括電濾波器）都是物理可實現的，數字濾波器則不然。

對於Z變換為多項式的濾波器來說，分析其穩定性和物理可實現性比較方便。Z變換為有理分式的濾波器（例如A（Z）＝1/B（Z））則比較復雜，只有求出其分母多項式的全部根才能做出判斷：當所有的根均不在單位圓（|Z|＝1）上時，這個濾波器是穩定的；當所有的根都在單位圓外時，這個濾波器是物理可實現的。

3.濾波器的分類

可以有多種方式對濾波器進行分類。按濾波器的性質（即響應函數）劃分，可分為

1）無畸變濾波器。

振幅特性為常數，相位特性是線性的濾波器稱為無畸變濾波器。這種濾波器不改變輸入信號的波形，它的頻率響應為

，其中a₀、t₀均為常數，故：

地震波場與地震勘探

2）相位畸變濾波器（純相位濾波器、全通濾波器）

它只改變輸入信號的相位譜，振幅譜形狀不變。其振幅特性為常數|H（ω）|＝a₀，但相位特性不是線性的。

3）振幅畸變濾波器

這種濾波器的振幅特性|H（ω）|不是常數，而且實際工作中總是希望濾波時不使信號產生相位畸變或相位移。這樣的濾波器叫做零相位濾波器，即ϕ_h（ω）＝0，H（ω）＝|H（ω）|。

因為H（ω）＝|H（ω）|，而|H（ω）|≥0，故H（ω）必為非負的實函數。

又因為輸入、輸出均為實時間函數，故h（t）也必定是實時間函數。由傅里葉變換性質可知，實時間函數的頻譜具有共軛性質，即

。因H（ω）本身是實函數，實函數的共軛為其自身，即

，故有H（ω）＝H（-ω），說明H（ω）是偶函數。

因此，零相位濾波器的頻率響應函數H（ω）是非負的實偶函數。

由傅里葉變換的性質可知，非負的實偶函數H（ω）所對應的時間函數h（t）必為實偶函數，即h（t）＝h（-t）。因此，零相位濾波器必定為物理不可實現的濾波器。

電濾波器是物理可實現的，絕不可能成為零相位濾波器。所以，電濾波器必定會使信號發生相位畸變，這正是它的缺點之一，而數字濾波可以實現零相濾波。

4.子波的相位延遲性質

信號處理中定義具有確定的起始時間和有限能量的信號為子波。一個穩定的濾波器的脈沖響應h（t）一般是一個具有確定的起始時間和有限能量的信號，亦可以看成為是一個子波。由此可見，子波的概念與濾波器的特性密切相關。有關子波性質的分析、分類方式等問題的討論完全可以用於濾波器的脈沖響應上，反之亦然。

地震勘探領域中子波指的是通常由一個半到二個周期組成的地震脈沖。前已談過，從廣義上講，任何一個過程均可以稱為「濾波」。地震勘探中往往將地下非完全彈性介質對震源脈沖的改造作用稱為「大地濾波」，大地濾波器的脈沖響應就稱為「子波」或「地震子波」。

有關子波的性質中，最具重要意義的是其相位延遲性質。

在頻率域中，子波 b（t）可以通過傅里葉變換表示成它的振幅譜|B（ω）|和相位譜φ（ω）。如果採用負的相位譜ψ（ω），則叫做相位延遲譜。即

地震波場與地震勘探

相位延遲譜的大小代表了子波的相位延遲性質。

子波的起始時刻通常是零時刻，即子波一般是物理可實現的。特別是地震子波，作為一個物理濾波器的響應函數，自然是物理可實現的。正如前述，物理可實現的子波必定是非零相子波，必有相位延遲，但不同子波的相位延遲不同。相位延遲性質對於具有相同振幅譜的子波的分類具有重要的意義。

圖4-2-2 Z平面上零點位置指示子波延遲性質

在所有物理可實現的、具有相同振幅譜的子波中，總有一個子波的相位延遲譜相對於其他子波的相位延遲譜而言為最小，這個子波稱為最小相位子波。同樣，還有一個子波的相位延遲譜相對來說最大，稱為最大相位子波。其他子波都是混合相位子波。

利用Z變換可以方便地判斷子波的相位延遲性質。子波（b₀，b₁，…，b_n）的Z變換是一個多項式：B （Z）＝b₀＋b₁Z＋b₂Z²＋…＋B_nZⁿ。對此多項式求取全部零點（即根）。若全部零點均在單位圓外，則此子波為最小相位子波；若全部零點都在單位圓內，則是最大相位子波；如果零點在單位圓的內、外都有，則這個子波就是混合相位子波（圖4-2-2）。

Ⅷ 電子技術基礎，濾波電路的作用和濾波電路包含的元件。謝謝了

濾波電來路的作用是盡可能減小脈源動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數降低，波形變得比較平滑，
常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。若濾波電路元件僅由無源元件（電阻、電容、電感）組成，則稱為無源濾波電路。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復式濾波(包括倒L型、LC濾波、LCπ型濾波和RCπ型濾波等)。若濾波電路不僅由無源元件，還由有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成，則稱為有源濾波電路。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器

Ⅸ 濾波器的基本類型是什麼

電源濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率後的電源信號。
分類：
1、按所處理的信號分為模擬濾波器和數字濾波器兩種。
2、按所通過信號的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。
（1）低通濾波器：它允許信號中的低頻或直流分量通過，抑制高頻分量或干擾和雜訊；
（2）高通濾波器：它允許信號中的高頻分量通過，抑制低頻或直流分量；
（3）帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低於或高於該頻段的信號、干擾和雜訊；
（4）帶阻濾波器：它抑制一定頻段內的信號，允許該頻段以外的信號通過。[1]
3、按所採用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。
（1）無源濾波器：僅由無源元件組成的濾波器，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成的。這類濾波器的優點是：電路比較簡單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點是：通帶內的信號有能量損耗，負載效應比較明顯，使用電感元件時容易引起電磁感應，當電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。
（2）有源濾波器：由無源元件和有源器件組成。這類濾波器的優點是：通帶內的信號不僅沒有能量損耗，而且還可以放大，負載效應不明顯，多級相聯時相互影響很小，利用級聯的簡單方法很容易構成高階濾波器，並且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽；缺點是：通帶范圍受有源器件的帶寬限制，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。