低通濾波器

低通濾波器是指車載功放中能夠讓低頻信號通過而不讓中、高頻信號通過的電路，其作用是濾去音頻信號中的中音和高音成分，增強低音成分以驅動揚聲器的低音單元。由于車載功放大部分都是全頻段功放，通常采用AB類放大設計，功率損耗比較大，所以濾除低頻段的信號，只推動中高頻揚聲器是節省功率、保證音質的最佳選擇。此外高通濾波器常常和低通濾波器成對出現，不論哪一種，都是為了把一定的聲音頻率送到應該去的單元。

特點：低損耗高抑制；分割點準確；雙銅管保護；頻蔽好防水功能強。

用途：產品用途廣泛，使用于很多通訊系統，如CATVEOC等系統。并能有效的除掉通頻帶以外的信號和多余的頻段、頻率的干擾。

10MHz低通濾波器

如下圖所示為10MHz低通濾波器。

此低通濾波器利用帶寬高達100MHz的高速電流反饋集成運放0PA603組成二階巴特沃思低通濾波器灘圖中R1＝R2＝159Ω，C1＝C2=100pF，其截止頻率為fc=1/2πR1C1=10MHz，其零頻增益為G0＝1+Rf/R＝1.6.

電容參數相同的12DB/OCT低通濾波器

“由OP放大器構成的12DB/OCT低通濾波器”介紹的低通濾波器為保證獲得0.707的Q值而造成各電容器的容量不一致，按計算的容量選取電容非常困難。本電路C1、C2的電容量相同，截止頻率一旦確定，即可選取CO=C1=C2的合適值，然后反算RO所需的阻值。

另一方面，為了獲得一定的Q值，使反饋放大器具有增益，但增益誤差又會引起Q值的改變。

電路工作原理

在本電路中，A=1時，A=0.5，與無源濾波器無區別。當A大于1時，Q=1/（3-A），12DB/OCT的巴特沃次濾波器Q=0.707，A可假定為：A=3-（I/Q）1.585，根據R4=R3（A-1），當R3=10K時，R4可取5.85K，用5.1K和750歐串聯而成。

采用這種方式可具有A=1.585的通事增益，再用接在前級或后級的電路使其衰減為1/1.585。反饋電容C3的作用是抑制因OP放大器的輸入電容C1產生的尖峰。

截止頻率FL的設定雖然有一定的自由度，但是當FL=100KHZ時，若R0=10K，則CO≈160PF，OP放大器的輸入電容C1或寄生電容就會產生影響，所以CO必須從計算值中減少5~10PF。另外，OP放大器可換成單增益寬帶產品。

低通濾波器延遲的頻率變換

（a）給出的3階巴特沃茲低通濾波器歸一化延遲曲線，計算該濾波器經頻率變換，3dB截止頻率為100Hz時，零頻率處的延遲及通帶內延遲的變化。

圖 ?階低通濾波器的延遲

解為了將曲線去歸一化，用2πrf．除延遲軸，用五乘頻率軸，其中fc＝1O0Hz。結果曲線如圖（b）所示。零頻率處的延遲為3.2ms，在通帶內延遲的變化是1.3ms。

低通濾波器在截止頻率以下的標稱延遲可以用下式估算：

式中，T是以ms為單位的延遲；″是濾波器的階數；五是以Hz為單位的3dB戳止頻率。作為近似估計，式的精度在25％以內。

（2）帶通濾波器的群延遲當一個低通濾波器變換為窄帶帶通濾波器時，延遲也變換為關于中心頻率近似鏡像對稱的曲線。當帶寬由窄帶變為寬帶時，延遲曲線的對稱性被破壞，破壞程度近似地與濾波器帶寬成正比。

對于窄帶情況，帶通濾波器的延遲曲線可以用下列規則來估算：

①歸一化延遲曲線的時延軸除以πBW，其中BW是以Hz為單位的3dB帶寬。

②頻率軸乘以BW／2。

③做出第①、②步所得曲線的鏡像，就可以形成關于中心頻率對稱的延遲特性。全部的3dB帶寬就是BW。

一階RC低通濾波電路

圖1 ?典型RC電路

直流、交流、脈沖信號都可以用它

RC低通濾波電路參數設置：

時域

假設電容初始電壓值為0

R=1000Ω

C=4.7uF

Ui=1V

t=0.0001~0.1s

τ=RC

Vc（τ）=0.632

圖2 ?一階RC系統的階躍響應曲線

頻域

u1=Ui；u2=Uo；

以電容電壓作為輸出，電路的網絡函數為：