频段停止过滤器

在之前的教程中，我们看到了带通滤波器，一种电路，它允许一定频带的信号通过。在本教程中，我们将学习带阻滤波器，带通滤波器的完全相反的功能。

带通或带阻滤波器阻止或衰减一个频带的频率，而超出这个范围的频率是通过的。衰减的频率范围称为阻频带。

如果你正在寻找关于Low Pass或High Pass滤波器的信息，请阅读教程西汉姆必威无源高通RC滤波器那被动低通过RC过滤器那有效高通滤波器和有源低通滤波器。

介绍

带阻滤波器由低通滤波器和高通滤波器并联而不是级联组成。它的名字本身表明它将停止特定频带的频率。由于它消除频率，它也被称为带消除滤波器或带拒绝滤波器或陷波滤波器。

下图是带阻滤波器的框图。

我们知道不像高通和低通滤波器，带通和带阻滤波器有两个截止频率。它将通过高于或低于一个特定的频率范围，该范围的截止频率是预先确定的，这取决于电路设计中使用的元件的值。

这两个截止频率之间的任何频率都衰减。它有两个通带和一个停车带。带通滤波器的理想特性如下所示。

在哪里F_L.表示低通滤波器的切断频率。

F_H是高通滤波器的截止频率。

中心频率Fc =√(f_L.X F._H）

带阻滤波器的特性正好与带通滤波器的特性相反。

当输入信号给定时，低频通过带阻电路中的低通滤波器，高频通过电路中的高通滤波器。

在实际应用中，由于高通和低通滤波器中的电容开关机制，其输出特性与理想滤波器中的不一样。通带增益必须等于低通滤波器和高通滤波器。带阻滤波器的频率响应如下图所示，下图中绿线为实际响应。

带阻滤波器电路采用R, L和C

一个简单的带阻滤波器电路与无源元件如下所示。

输出跨越串联连接的电感器和电容。我们知道，对于输入中的不同频率，电路的表现为打开或短路。

在低频时，电容器用作开路，电感器起到短路。在高频时，电感器类似于开路，电容器类似于短路。

因此，通过此，我们可以说，在低频率和高频时，电路就像开路一样，因为电感器和电容器串联连接。通过此，还可以清楚的是，在中频时，电路就像短路一样。因此，不允许中频通过电路。

过滤器作为短路的中频范围取决于下截止频率的值和上截止频率。该较低和上截止频率值取决于组件值。

这些分量值由根据设计的电路的传递函数确定。传输函数只不过是输出与输入的比率。

角频率ω = 2πf

陷波滤波器(窄带阻滤波器)

上述电路显示了双重的“T”网络。该电路为我们提供了一个陷波滤波器。陷波滤波器只不过是窄带停止滤波器。带停止响应的特征形状使滤波器作为凹口滤波器。

应用该凹口滤波器以消除单个频率。由于它由两个'T'形网络组成，因此它被称为双T网络。在中心频率f处发生最大消除_C= 1 /(2πRC)。

为了在陷波器情况下消除频率的具体值，电路设计中选择的电容必须小于或等于1µF。利用中心频率方程，可以计算出电阻器的值。

利用这种陷波电路，可以消除50或60赫兹的单频。

在非反相结构中具有有源成分运放的二阶陷波器如下所示。

获得增益可以计算为

质量因子q = 1/2 x（2 - a_马克斯）

如果质量因子值高，那么陷波器的宽度就窄。

带阻滤波器的频率响应

通过取频率和增益，得到阻带的频率响应如下。

带宽跨越较低和更高的截止频率。根据理想过滤器，通信带必须具有AMAX的增益，并且止动频带必须具有零增益。在实践中，将有一些过渡区域。我们可以按如下方式测量通行带纹波和停止频段涟漪

Pass Band Ripple = - 20日志_10.(1 -δp) dB

停止带波纹= - 20日志_10.(δs) dB

在哪里

δp=通带滤波器的幅度响应。

δs=阻带滤波器的幅度响应。

带阻滤波器的典型阻频带宽为1 ~ 20年。消除的最高频率是消除的最低频率的10到100倍。

陷波器的理想响应

带阻滤波器

让我们考虑窄带陷波滤波器电路。我们知道陷波滤波器用于消除单频率。因此，让我们考虑消除120Hz的频率。电容值C =0.33μF。

通过使用中心频率f_C= 1 /(2πRC)

r = 1 /（2πf_CC) = 1 / (2πx120 x 0.33 x 10⁶）=4kΩ

因此，为了设计陷波器来消除120hz的频率，我们必须取两个分别为4 kΩ的并联电阻和两个分别为0.33µF的并联电容。

带阻滤波器总结

带阻滤波器有两个通带和一个带阻。这种滤波器的特性与带通滤波器完全相反。它也被称为带抑制滤波器或带消除滤波器。它使用一个高通滤波器和一个低通滤波器并联。低频给低通，而高频给高通滤波器。

简单的RLC电路通过串联电容和电感构成带阻滤波器。在非常高和非常低的频率时，带阻滤波器电路就像开路，而在中频时，电路就像短路。

因此，该电路只衰减中频，而允许所有其他频率。滤波器的低、高截止频率取决于滤波器的设计。

具有窄带停止功能的频带停止滤波器称为陷波滤波器。它用于消除单个频率值。它由两个电阻器和两个连接在两个'T'形网络中的电容器形成。

因此，它被称为Twin'T'过滤器。过滤器的带宽仅为过滤器的停止频带。如果质量因子Q高，则缩小缺口响应的宽度。这些在通信电路中广泛优选。

带阻滤波器的应用

在不同的技术中，这些过滤器用于不同的品种。

• 在电话技术中，这些滤波器被用作电话线降噪和DSL互联网服务。它将有助于消除线路上会降低DSL性能的干扰。
• 这些广泛用于电吉他放大器。实际上，这种电吉他在60 Hz频率下产生了“嗡嗡”。该滤波器用于减少该蜂扣，以放大吉他放大器产生的信号并制造最佳设备。这些也用于一些声学应用，如曼陀林，基础仪器放大器。
• 在通信电子设备中，由于一些噪声（谐波），信号扭曲，这使得原始信号干扰导致输出中的错误的其他信号。因此，这些过滤器用于消除这些不需要的谐波。
• 这些是用来减少收音机上的静电，这是我们日常生活中经常使用的。
• 这些也用于光通信技术，在光纤的末端，可能存在一些干扰（虚拟）光的光，这使得光束中的失真。这些扭曲被带止挡滤波器消除。最好的例子是拉曼光谱。
• 在图像和信号处理中，这些滤波器是抑制噪声的首选滤波器。
• 这些用于高质量的音频应用，如PA系统（公共地址系统）。
• 这些也用于医疗领域的应用，即。那in biomedical instruments like EGC for removing line noise.