新闻 - 带通滤波器的特点

无源带通滤波器可以通过将低通滤波器与高通滤波器连接在一起来制成

无源带通滤波器可用于隔离或滤除特定频带或频率范围内的某些频率。简单 RC 无源滤波器中的截止频率或 ?c 点可以仅使用与非极化电容器串联的单个电阻器来精确控制，并且根据它们的连接方式，我们已经看到，要么是低通滤波器，要么是低通滤波器。或者获得高通滤波器。

这些类型的无源滤波器的一种简单用途是在音频放大器应用或电路中，例如扬声器分频滤波器或前置放大器音调控制。有时，只需要通过一定范围的频率，该频率范围不是从 0Hz（DC）开始，也不是在某个较高的高频点结束，而是在一定的频率范围或频带内，无论是窄的还是宽的。

通过将单个低通滤波器电路与高通滤波器电路连接或“级联”在一起，我们可以生产另一种类型的无源 RC 滤波器，该滤波器可以通过选定的频率范围或“频带”，这些频率可以是窄的或宽的，同时衰减所有频率那些超出这个范围的。这种新型无源滤波器布置产生了通常称为带通滤波器或简称 BPF 的选频滤波器。

与仅通过低频范围的信号的低通滤波器或通过较高频率范围的信号的高通滤波器不同，带通滤波器通过特定“频带”或频率“扩展”内的信号，而不会使输入失真信号或引入额外的噪声。该频段可以是任意宽度，通常称为滤波器带宽。

带宽通常定义为存在于两个指定频率截止点 (fc) 之间的频率范围，即低于最大中心或谐振峰值 3dB，同时衰减或削弱这两个点之外的其他频率。

然后，对于广泛分布的频率，我们可以简单地定义术语“带宽”，BW 为较低截止频率 ( fcLOWER ) 和较高截止频率 ( fcHIGHER ) 点之间的差值。换句话说，BW = ▪H – ▪L。显然，为了使带通滤波器正常工作，低通滤波器的截止频率必须高于高通滤波器的截止频率。

“理想”带通滤波器还可用于隔离或滤除特定频带内的某些频率，例如噪声消除。带通滤波器通常被称为二阶滤波器（双极），因为它们在其电路设计中具有“两个”电抗组件，即电容器。一个电容器位于低通电路中，另一个电容器位于高通电路中。

上面的波特图或频率响应曲线显示了带通滤波器的特性。这里，信号在低频处衰减，输出以 +20dB/十倍频程（6dB/倍频程）的斜率增加，直到频率达到“下截止”点 fL。在此频率下，输出电压再次为输入信号值的 1/√2 = 70.7% 或输入的 -3dB (20*log(VOUT/VIN))。

输出继续保持最大增益，直到达到“上截止”点 ƒH，此时输出以 -20dB/十倍频程（6dB/倍频程）的速率减小，从而衰减任何高频信号。最大输出增益点通常是下截止点和上截止点之间的两个-3dB值的几何平均值，称为“中心频率”或“谐振峰值”值fr。该几何平均值的计算公式为 ?r 2 = ?(UPPER) x ?(LOWER)。

A带通滤波器被视为二阶（双极）型滤波器，因为它的电路结构中有“两个”电抗元件，那么相位角将是以前看到的一阶滤波器的两倍，即180°。输出信号的相位角超前于输入信号的相位角 +90°，直到中心或谐振频率，fr 点，如果它变为“零”度 (0°) 或“同相”，然后更改为滞后于输入 - 90o 随着输出频率的增加。

例如，可以使用与低通滤波器和高通滤波器相同的公式来找到带通滤波器的上限和下限截止频率点。