二阶低通滤波器设计（二阶低通滤波器设计原理图）

发布时间：2023-07-25

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电容对地滤波，需要一个较小的电容并联对地，对高频信号提供了一个对地通路。电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。理论上说电源滤波用电容越大越好，一般大电容滤低频波，小电容滤高频波。

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号\x0d\x0a利用这个特性可以选通通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。

低通滤波器：允许低于一定值的低频信号无衰减地通过，高于一定值的信号按不同程度地被衰减、阻挡。有源低通滤波器是由有源元件和一部分无源元件(电阻、电容、电感)共同组成的低通滤波器。

低通滤波器通过放大低频信号，衰减高频信号，使得信号中低频成分更加突出。高通滤波器则正好相反，它通过放大高频信号，衰减低频信号，使得信号中高频成分更加突出。二阶滤波器在电路设计、通讯、音频处理等领域中都有广泛应用。

将4-20ma电流信号，转换为4-20mv的电压信号。同相放大，由一级同相放大构成，放大倍数为250倍，如需噪音更低，可两级放大。最后，运放构成的二阶低通滤波，如果10khz不满足，可自行再计算。另外输出可以加一级跟随器。

图中为双T网络构成的二阶无源RC带阻滤波器，其中上面二个R1和C1构成一阶低通滤波器，它只容许低通滤波器截止频率以下低频率信号通过，让Ui输入端过来的超过这个低通滤波器截止频率以上的高频率信号通过电容C1入地而衰减。

滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成，它允许有用信号的电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。

根据波特图，低通滤波器幅度频率特性为每过一个极点衰减速度增加20dB/十倍频，所以2个极点之后的衰减速度就是40dB/十倍频。因此，必须设计成第二个极点在通带范围以内，即衰减3dB以内。

低通滤波器的设计要求是：采样频率为100Hz，通带截至频率为3 Hz，阻带截止频率为5 Hz，通带内最大衰减不高于0.5 dB，阻带最小衰减不小于50 dB。使用海明窗函数。

具体为：（1）确定巴特沃斯数字低通滤波器的技术指标：通带边界频率ωp，阻带截止频率ωs，通带最大衰减аp，阻带最小衰减аs。（2）将数字滤波器的技术指标转换为模拟滤波器的技术指标。

如果给定通带截止频率和阻带截止频率以及阻带最小衰减，如何用窗函数法设计线性相位低通滤波器，写出设计步骤。

As是止带衰减，没必要自己算设置minimum，order就可以。数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。

二阶低通滤波器设计（二阶低通滤波器设计原理图）