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低通濾波器
濾波器是一種能使有用頻率信號(hào)通過而同時(shí)抑制無用頻率信號(hào)的電子裝置,常用于信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳輸和干擾抑制等方面,有源低通濾波電路由集成運(yùn)放和無源元件電阻和電容構(gòu)成。它的功能是允許從零到某個(gè)截止頻率的信號(hào)無衰減地通過,而對(duì)其他頻率的信號(hào)有抑制作用。有源低通濾波電路可以用來濾除高頻干擾信號(hào) 。
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電源濾波器
電源濾波器一般都設(shè)計(jì)為只由電阻、電容及電感組成的被動(dòng)濾波器,沒有像晶體管之類的主動(dòng)元件。右圖是一個(gè)電源濾波器的例子,電源濾波器的上方接電源,電源端有一個(gè)共模電感,也就是電源的二條線依同一個(gè)方向繞在鐵心上,電源線上若有共模訊號(hào),其在共模電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)相加,因此有較大的阻抗,而差模訊號(hào)在共模電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)互相抵消,因此可以流過共模電感。電源流過的電流主要是共模的,但上面噪聲也可能會(huì)以差模的形式出現(xiàn),若要抑制差模噪聲,需要另外使用差模電感,或是各相有個(gè)別的電感器。
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低通濾波器實(shí)例
理想與實(shí)際濾波器一個(gè)理想的低通濾波器能夠完全剔除高于截止頻率的所有頻率信號(hào)并且低于截止頻率的信號(hào)可以不受影響地通過。實(shí)際上的轉(zhuǎn)換區(qū)域也不再存在。一個(gè)理想的低通濾波器可以用數(shù)學(xué)的方法(理論上)在頻域中用信號(hào)乘以矩形函數(shù)得到,作為具有同樣效果的方法,也可以在時(shí)域與sinc函數(shù)作卷積得到。然而,這樣一個(gè)濾波器對(duì)于實(shí)際真正的信號(hào)來說是不可實(shí)現(xiàn)的,這是因?yàn)閟inc函數(shù)是一個(gè)延伸到無窮遠(yuǎn)處的函數(shù)(extends to infinity),所以這樣的濾波器為了執(zhí)行卷積就需要預(yù)測(cè)未來并且需要有過去所有的數(shù)據(jù)。對(duì)于預(yù)先錄制好的數(shù)字信號(hào)(在信號(hào)的后邊補(bǔ)零,變頻器濾波器公司,并使得由此產(chǎn)生的濾波后的誤差小于量化誤差)或者無限循環(huán)周期信號(hào)來說這是可實(shí)現(xiàn)的。實(shí)時(shí)應(yīng)用中的實(shí)際濾波器通過將信號(hào)一小段時(shí)間讓它們能夠“看到”未來的一小部分來近似地實(shí)現(xiàn)理想濾波器,這已為相移所證明。近似精度越高所需要的越長(zhǎng)。采樣定理描述了如何使用一個(gè)完善的低通濾波器和奈奎斯特-香農(nóng)插值公式從數(shù)字信號(hào)采樣重建連續(xù)信號(hào)。實(shí)際的數(shù)模轉(zhuǎn)換器都是使用近似濾波器。
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