高通濾波器的工作原理與應(yīng)用

電子電路設(shè)計(jì)中，常用的濾波器主要分為高通濾波器、低通濾波器、帶阻濾波器、帶通濾波器，而這四種濾波器又統(tǒng)稱為有源濾波器。下面單獨(dú)談一下這個(gè)高通濾波器的工作原理與運(yùn)用。

高通濾波器的特性：允許通過高頻信號(hào)，衰減低頻信號(hào)。如下圖所示，當(dāng)信號(hào)處于低頻段的時(shí)候幅頻特性如下：

高通濾波器的原理解釋完之后，我們再看下面的微分電路：

同之前分析低通濾波器一樣，如圖分析上面的微分電路，學(xué)習(xí)電路知識(shí)的我們知道，于積分電路而言，時(shí)間常數(shù) T 是大于輸入信號(hào)的脈沖寬度的;反之，對于微分電路，時(shí)間常數(shù) T是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸入信號(hào)寬度的。

從電路分析，當(dāng)一個(gè)輸入信號(hào)沖出瞬間，由于電容兩端電壓不能突變，此時(shí)就可以把電容看成一個(gè)短路，流過的脈沖全部留到了電阻上，電阻的電壓也就變得最大，但是對于微分電路來說，因?yàn)闀r(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于輸入信號(hào)的脈沖寬度，所以很快電容就開始充電，由于電容兩端的電壓不能馬上突變，所以電容還在充電，這時(shí)候電容充電滿了，充滿之后，電容就成了開路狀態(tài)(同時(shí) Uout 也是 0)，也就是斷開了輸入，這時(shí)輸入脈沖就會(huì)斷開消失，而變成開路的結(jié)果就是沒有電流流過電阻，電阻上面就沒有電壓，就是相當(dāng)于輸入端接地。

觀察電壓的輸入極性，左邊是正右邊是負(fù)，那么這個(gè)時(shí)候電阻上的電壓還是最大，只不過變成了最大的負(fù)電壓。這個(gè)時(shí)候開始放電，放電的同時(shí)電容兩端的電壓不能突變，那么這個(gè)時(shí)候，電阻上的電壓還是最大，然后快速放電(由于時(shí)間 T 很小)，放完之后，等待下一次的脈沖過來，此時(shí) Uout 還是 0。

簡單總結(jié)一下：微分電路其實(shí)就是通過電容不能突變的特性，讓脈沖不斷產(chǎn)生尖波，從而求出輸入信號(hào)的突變成分，也就是通過改變電容和電阻阻值，來獲得某一頻率范圍下的信號(hào)，通過一系列的尖波突變，可以知道 Uin 輸入的大小不變，所以結(jié)論就是：微分電路無輸出。

同樣，在弄清楚微分電路之后，再看高頻濾波器電路就會(huì)一目了然，下面是小編繪制的兩個(gè)高通濾波器電路：一階高通濾波器和二階高通濾波器。

Aup=1+(R11/R12)，F(xiàn)0=1/(2πR6C3)，二階也是對于增加性而增加的正反饋引入。

審核編輯：湯梓紅