高通滤波器
高通滤波器的任务与低通滤波器正好相反:让高频信号容易通过,而低频信号则很难通过。正如人们所料,高通滤波器的电感(下图)和电容(下图)版本与它们各自的低通滤波器设计正好相反:
电容高通滤波器。
电容器的阻抗
电容器的阻抗(上图)随着频率的降低而增加。 (下图)这种串联的高阻抗往往会阻止低频信号到达负载。
电容高通滤波器 v1 1 0 交流 1 罪 c1 1 2 0.5u 加载 2 0 1k .ac 林 20 1 200 .plot ac v(2) 。结尾
电容高通滤波器的响应随频率增加。
电感高通滤波器。
电感的阻抗
电感的阻抗(上图)随着频率的降低而降低。 (下图)这种并联的低阻抗往往会使到达负载电阻器的低频信号短路。因此,大部分电压会在串联电阻器 R1 上下降。
电感高通滤波器 v1 1 0 交流 1 罪 r1 1 2 200 l1 2 0 100m 加载 2 0 1k .ac 林 20 1 200 .plot ac v(2) 。结尾
电感高通滤波器的响应随频率增加。
这一次,电容设计是最简单的,只需要一个超出负载的组件。而且,与电感器相比,电容器的无功纯度往往有利于它们在滤波器设计中的使用,尤其是在高通滤波器中,由于趋肤效应和电磁铁芯损耗,高频通常会导致电感器行为异常。
截止频率
与低通滤波器一样,高通滤波器也有一个额定的截止频率 , 高于此值时,输出电压会增加到输入电压的 70.7% 以上。与电容低通滤波器电路的情况一样,电容高通滤波器的截止频率可以用相同的公式计算:
在示例电路中,除了负载电阻之外没有其他电阻,因此这是公式中 R 的值。
高通滤波器的应用
以立体声系统为例,与高音(高音)扬声器串联的电容器将用作高通滤波器,对低频低音信号施加高阻抗,从而防止功率浪费在扬声器无法再现此类声音。
同样,与低音扬声器(低音)扬声器串联的电感器将用作特定扬声器旨在再现的低频的低通滤波器。
在这个简单的示例电路中,中音扬声器受到来自立体声输出的全频谱频率的影响。有时会使用更复杂的过滤器网络,但这应该可以让您大致了解。
另请记住,我仅向您展示了此立体声系统上的一个通道(左或右)。真正的立体声音响有 6 个扬声器:2 个低音扬声器、2 个中音扬声器和 2 个高音扬声器。
高通滤波器将高频路由到高音扬声器,而低通滤波器将低频路由到低音扬声器。
为了获得更好的性能,我们可能想要某种滤波器电路,能够将低(低音)和高(高)之间的频率传递到中音扬声器,这样就不会浪费任何低频或高频信号功率在无法有效再现这些声音的扬声器上。
我们要寻找的是带通 过滤器,这是下一节的主题。
评论:
- 高通滤波器允许高频信号从源到负载轻松通过,而低频信号则难以通过。
- 电容高通滤波器插入一个与负载串联的电容器;电感式高通滤波器在负载上插入一个串联的电阻器和一个并联的电感器。前一种滤波器设计试图“阻止”不需要的频率信号,而后者则试图将其短路。
- 截止频率 对于高通滤波器,输出(负载)电压等于输入(源)电压的 70.7% 时的频率。高于截止频率,输出电压大于输入电压的 70.7%,反之亦然。
相关工作表:
- 有源过滤器工作表
- 无源滤波器电路工作表
工业技术