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模拟带通滤波器的工作原理及应用方法汇总!

带通滤波器是一种允许某些频段通过而阻止其他频段的器件。 例如,RLC振荡电路是模拟带通滤波器。

带通滤波器是指能够让某个频率范围内的频率成分通过,而将其他范围内的频率成分衰减到很低的水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相反。 模拟带通滤波器的一个示例是电阻-电感-电容电路 (RLC)。 这些滤波器也可以通过将低通滤波器与高通滤波器组合来生成。

顾名思义,带通滤波器可以理解为一种电子接口单元,可以传输特定频率范围内的信号,并阻挡该频率范围之外的信号,以达到选择性传输的目的。

带通滤波器的工作原理

理想的带通滤波器应该具有完全平坦的通带,通带内没有放大或衰减,通带外的所有频率都完全衰减。 此外,通带外的转换应该最小化。 频率范围完成。

实际上,不存在理想的带通滤波器。 滤波器无法完全衰减所需频率范围之外的所有频率,特别是当所需通带之外的范围被衰减但未被隔离时。 这通常称为滤波器滚降,以每十倍衰减的 dB 表示。 通常,滤波器的设计是为了确保滚降范围尽可能窄,从而使滤波器性能更接近设计。 然而,随着滚降范围变得越来越小,通带变得不再平坦并且开始出现“波纹”。 这种现象在通带边缘尤其明显,这种效应称为吉布斯现象。

除了电子和信号处理领域之外,带通滤波器应用的一个例子是大气科学领域。 一个很常见的例子是使用带通滤波器过滤最近3到10天时间范围内的天气数据,使得数据域中仅保留作为扰动的气旋。

该频段的较低剪切频率f1和较高剪切频率f2之间为谐振频率,此时滤波器的增益最大,滤波器的带宽为f2与f1之差。