带通滤波器：设计、实现与实用技巧
如何构建带通滤波器
在许多电子系统中，仅需特定频率范围通过信号链。带通滤波器精准地让该频带通过，同时拒绝所有更低和更高的频率。通过将低通和高通级联，可获得满足此要求的单一滤波器。
下图为系统级框图，说明了这一概念：
带通滤波器系统级框图。
使用电容器设计带通滤波器
当两级串联连接时，所得电路仅允许既不太低也不太高的频率通过。下图展示了一个典型的无源元件原理图，及其对应的频率响应。
电容式带通滤波器。
capacitive bandpass filter v1 1 0 ac 1 sin r1 1 2 200 c1 2 0 2.5u c2 2 3 1u rload 3 0 1k .ac lin 20 100 500 .plot ac v(3) .end
电容式带通滤波器的响应在窄频率范围内达到峰值。
使用电感器设计带通滤波器
电感器也可实现带通响应，但电容器通常在无功行为上提供更高的“纯度”，给设计者带来明显优势。下图展示了一个典型的电感式设计：
电感式带通滤波器。
重新排列高通和低通部分的顺序不会改变基本滤波作用；电路仍拒绝所需频带之外的频率。
然而，仅依赖各级的阻塞作用会带来实际限制。即使在滤波器峰值处，低通和高通级的综合衰减也会降低信号幅度。在上述 SPICE 分析中，尽管源电压为 1 V，负载电压从未超过 0.59 V。若使滤波器更陡峭或更具选择性，衰减会恶化。
更先进的技术可在不牺牲信号强度的情况下实现平顶通带，我们将在本章后续探讨这些方法。
回顾：
- 带通滤波器仅允许指定范围内的频率通过，阻挡更低和更高的频率。
- 可通过级联低通滤波器与高通滤波器（或反之）来构建。
- “衰减”意指降低信号幅度；其原理与调低立体声音量旋钮相同。
相关工作表：
- 有源滤波器工作表
工业技术