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带阻滤波器_带阻滤波器滤波器在电子产品中的应用

设计用于阻断或高度衰减特定频段的滤波器类型是已知的带阻滤波器。它有时被称为带阻或带消除滤波器。这些滤波器的更常见名称是陷波滤波器。它是一种二阶滤波器,具有两个截止频率。带阻滤波器是利用高通滤波器和低通滤波器的特性形成的。


一、什么是电子产品中的滤波器:

滤波器是通信系统的关键组件,因为在信号传输过程中,需要消除不需要的频率分量并提升所需的特定范围。

滤波器基本上是频率选择电路,旨在根据要求选择可以通过或阻挡的特定频率范围。滤波器存在各种实际应用,例如在需要放大或抑制音频的立体声系统中,在均衡器中用于调整各种频率的幅度,在频率被阻挡到扬声器末端的分频网络中等。


二、过滤器都有哪些分类:

1.低通滤波器设计用于通过低于截止频率的频率分量,并阻塞高于该频率的分量。

2.高通滤波器是那些与低通滤波器相反的滤波器,它只是抑制或衰减低于截止频率的信号,并通过高于截止频率的信号。

3.带通滤波器是允许特定频带通过它并拒绝掉出该特定频带的滤波器。它有两个截止频率,表示要通过的特定频段。

除了这三种之外,还存在另一种类型的电子滤波器,称为带阻滤波器。


三、什么是带阻滤波器:

带阻滤波器是执行与带通滤波器相反操作的滤波器。顾名思义,它是一种滤波器,可抑制或高度衰减特定频段,并将该特定频段之外存在的所有组件传递出去。

而带通滤波器则完全相反,通过频带内存在的频率并抑制其中存在的分量。

我们在之前关于带通滤波器的内容中已经讨论过,它可以通过串行组合低通滤波器和高通滤波器来形成。因此,带阻滤波器也可以由低通滤波器和高通滤波器的组合形成,但这次它们必须平行排列而不是串联排列。典型带阻滤波器配置


四、带阻滤波器类别:

带阻滤波器可分类宽带阻塞滤波器各窄带阻滤波器两大类。

1.窄带抑制滤波器:

窄带抑制滤波器有时被称为陷波滤波器,因为它们具有高值品质因数,即 Q 大于 10,与宽带抑制滤波器相比,带宽非常小。

我们知道,一个频带有两个截止频率,表示较低的截止频率和较高的截止频率。因此,两个截止频率之间存在的频带被带阻滤波器阻挡,其余的其他频率分量很容易通过它。因此,已知是BPF的补充。因此,我们可以说,带阻滤波器有两个通带和一个阻带。


为了更好地理解这一点,假设 ω1和 ω2是两个截止频率,理想响应如下所示:

这里的两个通带是 0 到 ω1和 ω2到ω,而阻带为ω1至 ω2.然而,带阻滤波器的实际响应如图所示,中心频率ω0对应于最小的增益量,即几乎为零。


实际响应清楚地显示了中心频率处的陷波。


2.宽带阻滤波器:

下图是宽带抑制滤波器的电路图:宽带截止滤波器电路图



在这里,通过在设计中使用运算放大器,在滤波电路中引入电压增益。基本上,这里使用低通滤波器、高通滤波器和求和放大器。为了获得精确的频带抑制响应,设计时必须使高通滤波器的低截止频率L必须超过低通滤波器 f 的高截止频率H.除此之外,高通滤波器和低通滤波器必须具有相等的通带增益。之所以如此,是因为只有这样,才能实现适当的阻带。


下图显示了带阻滤波器实际实现的频率响应曲线:宽带阻滤波器的频率响应


下图显示了窄带阻塞滤波器电路:窄带阻塞滤波器电路图


这里给出的陷波滤波器由两个 T 形网络(也称为双 T 网络)组成。从上图可以清楚地看出,一个T网络是由两个电阻和一个电容器组合而成的,而第二个T网络是由两个电容器和一个电阻组合而成的。

这里必须注意,上述设计中的电容器的配置是,上面的两个电容器是C,而网络中间的电容器是2C。同样,底部的两个电阻是 R,但中间的两个电阻是 R/2。为了实现正确的窄带抑制操作,必须始终保持上述配置。

通过使用陷波滤波器,即使是单个频率或非常小的频带也可以高度衰减,而不会衰减构成不同频率分量的宽带宽。这些滤波器最常见的应用包括消除单频,例如50 Hz电源线频率产生的嗡嗡声(即电噪声)。


五、作为带阻滤波器的应用:

作为带阻滤波器,可去除不需要的频率分量,因此用于通信和医疗应用,如生物医学仪器。这些用于电话线服务,以减少信号传输过程中的噪声机会。此外,为了抑制噪声,它们还用于图像和信号处理。

为了获得更好的音频质量,这些过滤器用于公共广播和扬声器系统。此外,在光通信中,使用光纤电缆,在传输光信号时会发生失真,这些失真可以通过使用带阻滤波器轻松消除。