RC低通滤波器中R和C参数选择

作者:电工吧 日期:2020-07-18 22:21:48 人气: 栏目:电子元件

滤波器,顾名思义,是对波进行过滤的器件。"波"是一个非常广泛的物理概念,在电子技术领域,"波"被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用,被转换为电压或电流的时间函数,称之为各种物理量的时间波形,或者称之为信号。因为自变量时间‘是连续取值的,所以称之为连续时间信号,又习惯地称之为模拟信号(Analog Signal)。

随着数字式电子计算机(一般简称计算机)技术的产生和飞速发展,为了便于计算机对信号进行处理,产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说,可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息,波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化,自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播,靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变,甚至是在相当多的情况下,这种畸变还很严重,以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了

一阶RC低通滤波简介

RC低通滤波器中R和C参数选择

时域

电容电流:

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基尔霍夫电压定律得:

RC低通滤波器中R和C参数选择

Ui的单位是伏特,RC的单位为秒,τ=RC;

解得:

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假设电容初始电压值为0

R=1000Ω

C=4.7uF

Ui=1V

t=0.0001~0.1s

τ=RC

Vc(τ)=0.632

RC低通滤波器中R和C参数选择

一阶RC系统的阶跃响应曲线

频域

u1=Ui;u2=Uo;

以电容电压作为输出,电路的网络函数为:

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令ωc=RC低通滤波器中R和C参数选择

ωc即为截止频率;

幅值和相角函数:

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各变量取值:

R=1000Ω

C=4.7uF

RC低通滤波器中R和C参数选择

|A(fc)|=0.707

RC低通滤波器中R和C参数选择

θ(fc)=-45

f=0.001、1、…….100000

幅频和相频特性图:

RC低通滤波器中R和C参数选择

RC低通滤波器中R和C参数选择

幅频特性图的对数表示:

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-当ω《ωc时,幅值是平行于坐标的直线,基本无衰减;

-当ω》》ωc时,是斜率与-20dB/十倍频成比例的一条直线;

-当ω=ωc时,增益衰减至0.707,即-3dB,相位滞后45度,对应低通滤波器,该频率通常被称为截止频率。

缺点:

采用这种模拟滤波器抑制低频干扰时,要求滤波器有较大的时间常数和高精度的RC网络,增大时间常数要求增大R值,其漏电流也随之增大,从而降低了滤波效果;

RC低通滤波器中R和C参数选择

输出电压 2A左右 1A左右 0.5-1A 0.1-0.5A 100-50mA 50m以下

滤波电容 4000uF 2000uF 1000uF 500uF 200-500uF 200uF

电容的放电时间常数( t= RC)愈大,放电愈慢,输出电压愈高,脉动成分也愈少,即滤波效果愈好。

为了得到比较好的滤波效果,在实际工作中经常要根据下式来选择滤波电容的容量:

RC≥5T/2 RC≥(3-5)T(半波)

RC≥(3-5)T/2(全波)自己把C导出来就可以了

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