高通濾波器

高通濾波器

通信信号處理器
高通濾波器,又稱低截止濾波器、低阻濾波器,允許高于某一截頻的頻率通過,而大大衰減較低頻率的一種濾波器。它去掉了信号中不必要的低頻成分或者說去掉了低頻幹擾。對高通濾波器的典型實現模式而言,增加濾波器的階數可獲得更大的阻帶衰減和更小的通帶紋波,但其通帶的相頻特性會因此變差。[1]
    中文名:高通濾波器 外文名:High-pass filter 用途: 應用領域:通信技術、信号處理 特征:隻允許比特定頻率高的信号通過

基本概念

高通濾波器是一種讓某一頻率以上的信号分量通過,而對該頻率以下的信号分量大大抑制的電容、電感與電阻等器件的組合裝置。其特性在時域及頻域中可分别用沖激響應及頻率響應描述。後者是用以頻率為自變量的函數表示,一般情況下它是一個以複變量jω為自變量的的複變函數,以H(jω)表示。它的模H(ω)和幅角φ(ω)為角頻率ω的函數,分别稱為系統的“幅頻響應”和“相頻響應”,它分别代表激勵源中不同頻率的信号成分通過該系統時所遇到的幅度變化和相位變化。

可以證明,系統的“頻率響應”就是該系統“沖激響應”的傅裡葉變換。當線性無源系統可以用一個N階線性微分方程表示時,頻率響應H(jω)為一個有理分式,它的分子和分母分别與微分方程的右邊和左邊相對應。

分類

無源高通濾波器:僅由無源元件(R、L和C)組成的濾波器,它是利用電容和電感元件的電抗随頻率的變化而變化的原理構成的。

優點是:電路比較簡單,不需要直流電源供電,可靠性高;

缺點是:通帶内的信号有能量損耗,負載效應比較明顯,使用電感元件時容易引起電磁感應,當電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大,在低頻域不适用。

有源高通濾波器:由無源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成運算放大器)組成。

優點是:通帶内的信号不僅沒有能量損耗,而且還可以放大,負載效應不明顯,多級相聯時相互影響很小,利用級聯的簡單方法很容易構成高階濾波器,并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽(由于不使用電感元件);

缺點是:通帶範圍受有源器件(如集成運算放大器)的帶寬限制,需要直流電源供電,可靠性不如無源濾波器高,在高壓、高頻、大功率的場合不适用。

應用

在電力系統中,諧波補償時用高通濾波器濾除某次及其以上的各次諧波。

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