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根據(jù)幅頻特性所表示的通過(guò)或阻止信號(hào)頻率范圍的不同，濾波器可分為低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF）、和帶阻濾波器（BEF）四種。圖4-1 分別為四種濾波器的實(shí)際幅頻特性的示意圖。

濾波器是對(duì)輸入信號(hào)的頻率具有選擇性的一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，它允許某些頻率（通常是某個(gè)頻率范圍）的信號(hào)通過(guò)，而其它頻率的信號(hào)幅值均要受到衰減或抑制。這些網(wǎng)絡(luò)可以由RLC 元件或RC 元件構(gòu)成的無(wú)源濾波器，也可由RC 元件和有源器件構(gòu)成的有源濾波器。

圖4-1 四種濾波器的幅頻特性

2．四種濾波器的傳遞函數(shù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路如圖4-2 所示：(a)無(wú)源低通濾波器 (b)有源低通濾波器 (c) 無(wú)源高通濾波器 (d)有源高通濾波器 (e)無(wú)源帶通濾波器 (f)有源帶通濾波器 (g)無(wú)源帶阻濾波器 (h)有源帶阻濾波器

圖4-2 四種濾波器的實(shí)驗(yàn)電路

3．濾波器的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H（jω），又稱(chēng)為正弦傳遞函數(shù)，它可用下式表示

式中A(ω)為濾波器的幅頻特性，θ(ω)為濾波器的相頻特性。它們均可通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)測(cè)量。

　帶通濾波器（band-pass filter）是一個(gè)允許特定頻段的波通過(guò)同時(shí)屏蔽其他頻段的設(shè)備。比如RLC振蕩回路就是一個(gè)模擬帶通濾波器。

　　帶通濾波器是指能通過(guò)某一頻率范圍內(nèi)的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶阻濾波器的概念相對(duì)。一個(gè)模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路（RLC circuit）。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來(lái)產(chǎn)生。

　　工作原理

　　一個(gè)理想的帶通濾波器應(yīng)該有一個(gè)完全平坦的通帶，在通帶內(nèi)沒(méi)有放大或者衰減，并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉，另外，通帶外的轉(zhuǎn)換在極小的頻率范圍完成。

　　實(shí)際上，并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠?qū)⑵谕l率范圍外的所有頻率完全衰減掉，尤其是在所要的通帶外還有一個(gè)被衰減但是沒(méi)有被隔離的范圍。這通常稱(chēng)為濾波器的滾降現(xiàn)象，并且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數(shù)來(lái)表示。通常，濾波器的設(shè)計(jì)盡量保證滾降范圍越窄越好，這樣濾波器的性能就與設(shè)計(jì)更加接近。然而，隨著滾降范圍越來(lái)越小，通帶就變得不再平坦，開(kāi)始出現(xiàn)“波紋”。這種現(xiàn)象在通帶的邊緣處尤其明顯，這種效應(yīng)稱(chēng)為吉布斯現(xiàn)象。

　　除了電子學(xué)和信號(hào)處理領(lǐng)域之外，帶通濾波器應(yīng)用的一個(gè)例子是在大氣科學(xué)領(lǐng)域，很常見(jiàn)的例子是使用帶通濾波器過(guò)濾最近3到10天時(shí)間范圍內(nèi)的天氣數(shù)據(jù)，這樣在數(shù)據(jù)域中就只保留了作為擾動(dòng)的氣旋。

　　在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率，這里濾波器的增益最大，濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。

　　典型應(yīng)用

　　許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個(gè)不同頻段的信號(hào)，在顯示上利用發(fā)光二極管點(diǎn)亮的多少來(lái)指示出信號(hào)幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質(zhì)因數(shù) ，3dB帶寬B=1/（п*R3*C）也可根據(jù)設(shè)計(jì)確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。R1=Q/（2пfoAoC），R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC），R3=2Q/（2пfoC）。上式中，當(dāng)fo=1KHz時(shí)，C取0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。 有源帶通濾波器電路

　　此電路亦可使用單電源，只需將運(yùn)放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運(yùn)放正輸入端既可。

　　帶通濾波器原理圖

　　帶通濾波器原理圖該電路中事先確定R1的值，其大小與信號(hào)源內(nèi)阻r1相近/參數(shù)選取原理是R4=R3，C1約等于C2，Q小于等于R1，500K》R》1K，0.5uF》C》200pF.

　　帶通濾波器原理圖

　　該電路中事先確定R1的值，其大小與信號(hào)源內(nèi)阻r1相近/參數(shù)選取原理是R4=R3，C1約等于C2，Q小于等于R1，500K》R》1K，0.5uF》C》200pF.

以上就是濾波器以及帶通濾波器電路設(shè)計(jì)原理圖，希望對(duì)大家有所幫助