剖析高通濾波的原理和運(yùn)用

常用濾波器我們分為高通濾波器，低通濾波器，帶阻濾波器，帶通濾波器，而這四種濾波器就是我們常說的有源濾波電路。我們看下這個(gè)高通濾波器的原理。

高通濾波器：允許高頻信號(hào)通過，將低頻信號(hào)衰減。我們可以看下圖中所示，當(dāng)信號(hào)處于低頻段的時(shí)候我們的幅頻特性如下。

好，那我們繼續(xù)和之前低通濾波器的分析方法一樣，我們來分析高通濾波器的原理，不過在此之前我們先來分析一下我們的微分電路。

好，我們開始分析。

如圖，對(duì)于微分電路，我們知道時(shí)間常數(shù)T是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸入信號(hào)的脈沖寬度（這里我們還是用矩形波分析）積分電路的時(shí)間常數(shù)是大于我們的輸入信號(hào)的脈沖寬度。

當(dāng)我們的輸入信號(hào)沖出的瞬間，由于我們的電容兩端電壓不能突變，這時(shí)候我們把電容看成短路，說白了就是看成導(dǎo)線，這時(shí)候脈沖全部加到R2上面，VR2的電壓最大，但是對(duì)于微分電路，我們知道時(shí)間常數(shù)T是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸入信號(hào)的脈沖寬度，所以很快，當(dāng)我們電容開始充電，由于我們的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)我們的Uout也是0），也就是斷開了輸入，我們知道 這時(shí)候輸入脈沖就會(huì)斷開消失，而變成開路的結(jié)果就是沒有電流流過R2，R2上面就沒有電壓.就是相當(dāng)于輸入端接地

我們可以看到電壓的輸入極性，左邊是正右邊是負(fù)，那么這個(gè)時(shí)候VR2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，電壓VR2還是最大，然后快速放電（由于時(shí)間T很?。?，放完之后，等待下一次的脈沖過來，同時(shí)我們的Uout還是0

如圖是我們的脈沖波形示意圖，我采用手工的形式繪制。

我給大家總結(jié)一下，微分電路其實(shí)就是通過，電容的不能突變的特性，讓我們的脈沖不斷產(chǎn)生尖波，從而求出我們的輸入信號(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，我們可以知道Uin輸入的大小不變，結(jié)論：微分電路無輸出。

好，我們看下。這個(gè)還是同相比例運(yùn)算電路，我們看下我們的一階高通濾波器

同樣Aup=1+（Rf1/R3）,f0=1/(2πR6C3)

同樣二階也是對(duì)于增加性能而增加的正反饋引入。

審核編輯 黃宇