工作原理
一個理想的帶通濾波器應該有一個完全平坦的通帶,在通帶内沒有放大或者衰減,并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉,另外,通帶外的轉換在極小的頻率範圍完成。
實際上,并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠将期望頻率範圍外的所有頻率完全衰減掉,尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的範圍。這通常稱為濾波器的滾降現象,并且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數來表示。通常,濾波器的設計盡量保證滾降範圍越窄越好,這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而,随着滾降範圍越來越小,通帶就變得不再平坦,開始出現“波紋”。這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯,這種效應稱為吉布斯現象。
除了電子學和信号處理領域之外,帶通濾波器應用的一個例子是在大氣科學領域,很常見的例子是使用帶通濾波器過濾最近3到10天時間範圍内的天氣數據,這樣在數據域中就隻保留了作為擾動的氣旋。
在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率,這裡濾波器的增益最大,濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。
典型應用
許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器,以選出各個不同頻段的信号,在顯示上利用發光二極管點亮的多少來指示出信号幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率,在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1,品質因數,3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據設計确定的Q、fo、Ao值,去求出帶通濾波器的各元件參數值。R1=Q/(2пfoAoC),R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC),R3=2Q/(2пfoC)。上式中,當fo=1KHz時,C取0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。
此電路亦可使用單電源,隻需将運放正輸入端偏置在1/2V+并将電阻R2下端接到運放正輸入端既可。
作用
顧名思義,帶通濾波器可以理解成為一個電子接口單元,這個單元可以将特定頻率範圍内的信号傳輸過去,而阻斷這個頻率範圍以外的信号,達到選擇性傳輸的目的。與此對應,濾波器可以分為低通濾波器,即某頻率以下的信号可以傳輸過去。高通濾波器和帶阻濾波器。這些功能都是通過特定電子原件按照不同的布置實現的。比如電容串聯可以阻止低頻率信号,導通高頻率信号。而并聯一個電容就可以實現将高頻信号短路的功能。又比如電感。串聯電感可以導通低頻信号,卻對高頻信号起到阻止的作用。



















