低通滤波器传递函数
我爸爸最近有新的租赁的汽车取代他靠得住的,20岁的卡车。一旦他得到一个新玩具他总是喜欢按所有的按钮,看到他能做什么奇怪的事情。最近,他一直玩改变扬声器输出的音乐或声音和干扰他的乘客。这让我想起玩旧的模拟立体声系统的均衡器。这些旋钮当时被连接到一个滤波电路。
各种类型的过滤器,低通滤波器是非常重要的生产清洁信号的系统。所以最简单的方法是什么检查一个特定的低通滤波器的行为吗?这是低通滤波器传递函数派上用场。
低通滤波器传递函数
顾名思义,低通滤波器是一个允许低频率的电子设备交流信号通过电流通过滤波电路。滤波电路的输出将会减弱,取决于输入信号的频率。大量的不同的主动和被动组件可以用来构造滤波器电路与不同的特征。一些过滤器包括低通、高通、带通、全通椭圆,Chebyeshev,巴特沃斯滤波器。
总结一个过滤器的行为最简单的方法是定义一个传递函数。传递函数告诉你如何输出信号与输入信号在不同频率。如果你正在设计一个滤波电路,你可以很容易地确定传递函数图形的输出信号在不同频率。你还可以用基尔霍夫定律计算传递函数推导出微分方程控制电路。
传递函数的定义,它的大小和相位的正弦信号
信号通过一个过滤器,过滤器将应用一些移相输出信号对输入信号。这意味着滤波器的传递函数是一个复杂的频率的函数,并传递函数包含所有你需要的信息来确定输出信号的幅度和相位。传递函数的一般定义,它的大小,其阶段如上图所示。一旦你知道滤波器的传递函数,你可以转换为一个波德图得到的传递函数在dB。
如果这个想法的传递函数定义一个过滤器的行为是不熟悉的,认为它是方便的传递函数的阻抗。就像阻抗是一个复数,它定义了频率相关的阻力,传递函数定义频率依赖性衰减或利益。与其相关的输出电流与输入电压欧姆定律,你仅仅是输入电压的值更改为其他值。低通滤波器传递函数实质上增加了衰减随着频率增加。
高阶低通滤波器传递函数
在特定应用程序中,您会发现转出一个低通滤波器的传递函数不够陡峭。这意味着仍有一些高频内容允许通过过滤和出现在输出信号。如果你需要更好的过滤这些频率越高,您可以创建一个高阶滤波器通过级联多个过滤器串联在一起。一般来说,一个简单的过滤器由RLC或类似的电路叫一阶滤波器。一分之二订单过滤器连接在系列被称为二阶滤波器,等等…
高阶滤波器就像一堆咖啡过滤器
如果你看高阶低通滤波器传递函数,你会发现传递函数有一个陡峭的碾轧在更高的频率。这是为抑制噪声和高频内容非常有用。一个例子包括收集一个信号从一个可能是敏感的传感器阵列射频频率。如果你通过信号通过一个低通滤波器,可以显著抑制射频信号频率更高。中档和高频抑制在更大程度上,当你使用一个高阶滤波器。
更一般的传递函数
注意,传递函数的定义通常是拉普拉斯变换的微分方程描述电路。然而,您可以编写方面的传递函数的频率正弦来源使用上面所示的方程。这是通过用s = iω成一个典型的传递函数。这给你一个方便的传递函数为个体的频率。
的情况下的谐波驱动电路驱动远离平衡,传递函数可以很容易地由简单的傅里叶变换描述电路的微分方程。利用拉普拉斯变换推导出系统的传递函数通常是可取的,包括反馈,因此您需要确定系统是否稳定。除非你是设计一个低通滤波器和有源反馈(例如,巴特沃斯滤波器),没有稳定的元素被认为是正弦驱动下,因此傅里叶方法适用于大多数应用程序。
如果你使用一个交流频率扫描和香料包和测量输出电压从低通滤波器,可以确定在每个驱动频率和幅度和相位构造一个传递函数的频域的阴谋。确定电路的瞬态响应需要使用在时域脉冲驱动或阶跃函数驱动。
运算放大器出现在大量的滤波器电路
最后,在处理活性成分时,您可以使用一个时间域分析电路在不同频率如果你想检查的稳定性。这是有点费时,因为你正在研究两个参数的影响。如果你执行频率扫描,你可能看到一个峰值在电路的固有频率附近的传递函数,对应系统中获得接近截止。
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