電子電路設(shè)計(jì)中，常用的濾波器分為高通濾波器、低通濾波器、帶阻濾波器、帶通濾波器，而這四種濾波器又統(tǒng)稱為有源濾波器。下面單獨(dú)談一下這個(gè)低通濾波器的工作原理與運(yùn)用。
低通濾波器特性：允許低頻信號通過，將高頻信號衰減。當(dāng)信號處于低頻段的時(shí)候幅頻特性如下圖所示：
低通濾波器的原理解釋完之后，再看下面的積分電路：
上圖是簡化電路之后的一個(gè)無源積分電路，簡單分析這個(gè)積分電路，假設(shè)要求它的時(shí)間常數(shù)T 需要大于它的信號脈沖寬度，而由于T=RC，所以這個(gè)電路工作原理就是：
假設(shè)輸入信號為矩形脈沖波（也可以是正弦波），當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖波出現(xiàn)時(shí)，輸入端產(chǎn)生一個(gè)電流，通過對R3 和C41 進(jìn)行充電（電容兩端的電壓是不會(huì)突變的），這個(gè)時(shí)候，電容C41 上的電壓慢慢增加，當(dāng)脈沖過去之后，輸入端的信號UIN 就會(huì)為0（電容兩端電壓不會(huì)突變），所以時(shí)間常數(shù)T 會(huì)比較大，相對地，它的放電就會(huì)變得很緩慢。
慢慢地，第二個(gè)脈沖又過來了，在這時(shí)，由于之前的電還是沒有放掉，就可以知道，當(dāng)輸入脈沖波越密集，我們的UOUT 就會(huì)越大。
總結(jié)一下來說，所謂的積分電路就是獲取輸入信號UIN 的平均值形成的電路，換句話說也可以是低通濾波器電路。總結(jié)原理就是對低頻段的信號進(jìn)行采集采樣，通過后面的電容存儲(chǔ)，最后進(jìn)行獲取輸入電流的平均值。下圖可以形象描述：
在弄清楚積分電路之后，再看低頻濾波器電路就會(huì)一目了然，下面是小編繪制的兩個(gè)低頻濾波器電路：一階低通濾波器、二階低通濾波器。
從圖中，我們可以看到，兩個(gè)濾波器都是由集成運(yùn)放和無源低通濾波器組成（積分電路），而濾波器中反饋則是為了使運(yùn)放工作在線性區(qū)域里面。分析這個(gè)一階低通濾波器電路：
同比例運(yùn)算電路（電壓并聯(lián)負(fù)反饋）由公式AuP=（R4/R12）+1 計(jì)算放大倍數(shù)。
W=2πf=2π/t 計(jì)算角頻率。
電阻和電容屬于串聯(lián)諧振，串聯(lián)諧振頻率就為：f0=1/（2πR13C42）。
由于PC 串聯(lián)是只能用在交流回路上面進(jìn)行分析的，而RC 并聯(lián)就可以用在交流和直流上。
平時(shí)電路設(shè)計(jì)中，常用的濾波器都是二階和多階，通過很多次的驗(yàn)證，都表明對于一階濾波電路的濾波效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如二階濾波器電路效果，可以觀察上面二階濾波器原理圖，有顆C47 電容，它的作用是充當(dāng)了一個(gè)正反饋的形式來改善截至頻率附近的幅頻效果。
今天的分享就到這里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物聯(lián)化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，提升資源利用率，更多產(chǎn)品更多資料，感興趣的小伙伴可以登錄我們的億佰特官網(wǎng)和企業(yè)公眾號（微信號：cdebyte）進(jìn)行了解，也可以直接撥打400電話咨詢技術(shù)專員！
相關(guān)閱讀：
3、什么是RC濾波器？LPF濾波電路頻率公式推導(dǎo)計(jì)算實(shí)例
4、什么是SAW濾波器？SAW濾波器工作原理及應(yīng)用詳解
