带通滤波器它允许一定频段的信号通过,抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。那么带通滤波器工作原理及应用到底是怎样的呢?看国创总结!
带通滤波器的工作原理:
一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带,例如在通带内没有增益或者衰减,并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉,另外,通带外的转换在极小的频率范围完成。实际上,并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉,尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象,并且使用每十倍频的衰减幅度db来表示。通常,滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好,这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而,随着滚降范围越来越小,通带就变得不再平坦—开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显,这种效应称为吉布斯现象。
除了电子学和信号处理领域之外,带通滤波器应用的一个例子是在大气科学领域,很常见的例子是使用带通滤波器过滤3到10天时间范围内的天气数据,这样在数据域中就只保留了作为扰动的气旋。
在频带较低的剪切频率f1和较高的剪切频率f2之间是共振频率,这里滤波器的增益最大,滤波器的带宽就是f2和f1之间的差值。
带通滤波器的应用区域:
许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率,在中心频率fo处的电压增益ao=b3/2b1,品质因数,3db带宽b=1/(п*r3*c)也可根据设计确定的q、fo、ao值,去求出带通滤波器的各元件参数值。r1=q/(2пfoaoc),r2=q/((2q2-ao)*2пfoc),r3=2q/(2пfoc)。上式中,当fo=1khz时,c取0.01uf。此电路亦可用于一般的选频放大。有源带通滤波器电路,此电路亦可使用单电源
滤波器的应用领域如此广泛,以至于想完全列举他们是根本不可能的,除了通信行业、半导体行业、石化行业、钢铁/中频加热行业、图像处理等领域外,还有很多其他的应用领域。例如,在军事上被大量应用于导航、制导、电子对抗、战场侦察;在电力系统中被应用于能源分布规划和自动检测;在环境保护中被应用于对空气污染和噪声干扰的自动监测,在经济领域中被应用于股票市场预测和经济效益分析等等。
上述就是
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