陷波濾波器電路圖與傳遞函數介紹

大家都知道濾波是信號處理中的一個重要概念，在直流穩壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數降低，波形變得比較平滑。濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。而陷波濾波器指的是一種可以在某一個頻率點迅速衰減輸入信號，以達到阻礙此頻率信號通過的濾波效果的濾波器。陷波濾波器屬于帶阻濾波器的一種，只是它的阻帶非常狹窄，起階數必須是二階（含二階）以上。

1.陷波濾波器電路圖

陷波濾波器是類似于帶通濾波器設計的低通和高通濾波器的組合，但不同的是我們將兩個濾波器并聯而不是級聯。陷波濾波器的電路圖如下圖所示。

圖1陷波濾波器電路

陷波濾波器電路的上部是一個無源RC低通濾波器。該部分包括“T”配置形式的兩個電阻器R1、R2和電容器C1。該濾波器將允許頻率低于較高截止頻率(fH)的信號。陷波濾波器電路的下部是一個無源RC高通濾波器。該部分包括兩個電容器C2、C3和電阻器R3，同樣采用“T”配置的形式。該濾波器將允許頻率高于下截止頻率(fL)的信號。'T'配置的這種組合通常稱為'Twin-T'過濾器。

圖2陷波濾波器的典型配置圖

圖3頻率響應

2.陷波濾波器傳遞函數

陷波濾波器的傳遞函數由下式給出：

其中，BW是濾波器的帶寬。

陷波濾波器的特性分為三種情況。即，標準陷波、低通陷波和高通陷波。零圓頻率和極圓頻率之間的關系決定了陷波濾波器的特性。

如果極圓頻率等于零圓頻率，則濾波器為標準陷波型。

如果極圓頻率小于零圓頻率，則濾波器為低通陷波型。

如果極圓頻率大于零圓頻率，則濾波器為高通陷波型。

3.陷波濾波器的常見問題

3.1陷波濾波器可以降低噪音嗎?

陷波濾波器具有窄拒絕頻率，可有效降低噪聲并產生音頻信號，從而提高音頻通話中的音頻質量。用于音頻呼叫的房間或辦公室通常包括產生噪音的設備，這些噪音會被麥克風拾取。

3.2音頻中的陷波濾波器是什么?

陷波濾波器降低頻譜中頻范圍內的頻率幅度。它允許低頻和高頻通過。音頻工程師使用這種類型的濾波器來去除有問題的頻率。陷波濾波器可以通過修改低通濾波器的效果來實現。

3.3陷波濾波器用在什么地方?

陷波濾波器可用于固定頻率噪聲源的命令，例如來自線路頻率(50或60Hz)噪聲的噪聲源。陷波濾波器也用于從系統中消除共振，陷波和低通濾波器都可以治愈共振，陷波濾波器這樣做的同時在控制回路中產生較少的相位滯后。

3.4如何檢查陷波濾波器的帶寬?

要查找陷波濾波器的帶寬，為目標帶寬級別輸入一個正值。按Search>Bandwidth&Notch>BandwidthSearch檢索過濾器統計信息。

3.5陷波濾波器是高通濾波器嗎?

陷波濾波器允許頻率低于較高截止頻率(fH)的信號，陷波濾波器電路的下部是一個無源RC高通濾波器，該濾波器允許頻率高于下截止頻率(fL)的信號。

3.6帶通濾波器與陷波濾波器有何不同?

陷波濾波器(藍色)將完全去除一個頻率，而帶通(綠色)只保留指定中心頻率附近的頻率。

結語

以上就是陷波濾波器電路圖與傳遞函數的介紹了。陷波濾波器的設計是以模擬濾波器為原型，通過一定變換轉換為數字濾波器。陷波濾波器的設計方法有2種：一種是依托模擬低通為設計原型，利用模擬頻率帶阻變換法，再利用雙線性變換法將前面所設計的帶阻濾波器數字化；另一種是在頻域進行直接設計的z平面零極點法。

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