低通濾波電路

低通濾波電路

濾波器而言，每個頻率的信號的強弱程度不同。當使用在音頻應用時，它有時被稱為高頻剪切濾波器，或高音消除濾波器。

低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路（如音頻設備中使用的hiss濾波器、平滑數據的數字演演算法、音障（acoustic barriers）、圖像模糊處理等等，這兩個工具都通過剔除短期波動、保留長期發展趨勢提供了信號的平滑形式。低通濾波器在信號處理中的作用等同於其它領域如金融領域中移動平均數（moving average)所起的作用；

低通濾波器有很多種，其中，最通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫濾波器。

濾波電路常用於濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端並聯電容器C，或與負載串聯電感器L，以及由電容，電感組合而成的各種複式濾波電路。常用的濾波電路有無源濾波和有源濾波兩大類。若濾波電路元件僅由無源元件（電阻、電容、電感）組成，則稱為無源濾波電路。無源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和複式濾波(包括倒L型、LC濾波、LCπ型濾波和RCπ型濾波等)。若濾波電路不僅有無源元件，還有有源元件（雙極型管、單極型管、集成運放）組成，則稱為有源濾波電路。有源濾波的主要形式是有源RC濾波，也被稱作電子濾波器。

巴特沃斯濾波器是濾波器的一種設計分類，其採用的是巴特沃斯傳遞函數，有高通、低通、帶通、帶阻等多種濾波器類型。巴特沃斯濾波器在通頻帶內外都有平穩的幅頻特性，但有較長的過渡帶，在過渡帶上很容易造成失真。

切比雪夫濾波器也是濾波器的一種設計分類，其採用的是切比雪夫傳遞函數，也有高通、低通、帶通、高阻、帶阻等多種濾波器類型。同巴特沃斯濾波器相添加圖片比，切比雪夫濾波器的過渡帶很窄，但內部的幅頻特性卻很不穩定。

高通與低通濾波器的最常見拓撲是Sallen Key，

高通

它只需一個運放（圖1a和1b）。多通（道）濾波器常用作帶通濾波器（圖1c），而且它還只需要一個運放。圖2及圖3示出了雙二階濾波器部分的拓撲。每種結構都能實現完整的通用濾波器傳遞函數。圖2所示電路使用三個運放，並且使用中央運放的目的僅是為了使總的反饋路徑為負反饋。帶開關電容器的相同濾波器只需兩個運放（圖3）。參考文獻1和2介紹了這些濾波器結構。並且使用中央運放的目的僅是為了使總的反饋路徑為負反饋

低通

低通濾波器允許從直流到某個截止頻率(fCUTOFF)的信號通過。將通用濾波器二階傳遞函數的高通和帶通係數均設為零，即得到一個二階低通濾波器傳遞公式：一個典型低通濾波器的曲線，此曲線表明低於f0的頻率其響應相對平坦。對於高於f0的頻率，信號按該頻率平方的速率下降。在頻率f0處，阻尼值使輸出信號衰減。您可以級聯多個這樣的濾波器部分來得到一個更高階的（更陡峭的轉降）濾波器。假定設計要求一個截止頻率為10kHz的四階貝塞爾(Bessel)低通濾波器。根據參考文獻，每部分的轉降頻率分別為16.13及18.19kHz，阻尼值分別為1.775及0.821，並且這兩個濾波器分區的高通、帶通和低通係數分別為0、0與1。您可以使用這兩個帶有上述參數的濾波器部分來實現所要求的濾波器。截止頻率為輸出信號衰減3dB的頻率點。