大家都知道濾波是信號(hào)處理中的一個(gè)重要概念，在直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動(dòng)的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數(shù)降低，波形變得比較平滑。濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。而陷波濾波器指的是一種可以在某一個(gè)頻率點(diǎn)迅速衰減輸入信號(hào)，以達(dá)到阻礙此頻率信號(hào)通過的濾波效果的濾波器。陷波濾波器屬于帶阻濾波器的一種，只是它的阻帶非常狹窄，起階數(shù)必須是二階（含二階）以上。
1.陷波濾波器電路圖
陷波濾波器是類似于帶通濾波器設(shè)計(jì)的低通和高通濾波器的組合，但不同的是我們將兩個(gè)濾波器并聯(lián)而不是級(jí)聯(lián)。陷波濾波器的電路圖如下圖所示。
圖1 陷波濾波器電路
陷波濾波器電路的上部是一個(gè)無(wú)源RC低通濾波器。該部分包括“T”配置形式的兩個(gè)電阻器R1、R2和電容器C1。該濾波器將允許頻率低于較高截止頻率(fH)的信號(hào)。陷波濾波器電路的下部是一個(gè)無(wú)源RC高通濾波器。該部分包括兩個(gè)電容器C2、C3和電阻器R3，同樣采用“T”配置的形式。該濾波器將允許頻率高于下截止頻率(fL)的信號(hào)。'T'配置的這種組合通常稱為'Twin-T'過濾器。
圖2 陷波濾波器的典型配置圖
圖3 頻率響應(yīng)
2.陷波濾波器傳遞函數(shù)
陷波濾波器的傳遞函數(shù)由下式給出：
其中，BW是濾波器的帶寬。
陷波濾波器的特性分為三種情況。即，標(biāo)準(zhǔn)陷波、低通陷波和高通陷波。零圓頻率和極圓頻率之間的關(guān)系決定了陷波濾波器的特性。
如果極圓頻率等于零圓頻率，則濾波器為標(biāo)準(zhǔn)陷波型。
如果極圓頻率小于零圓頻率，則濾波器為低通陷波型。
如果極圓頻率大于零圓頻率，則濾波器為高通陷波型。
3.陷波濾波器的常見問題
3.1陷波濾波器可以降低噪音嗎?
陷波濾波器具有窄拒絕頻率，可有效降低噪聲并產(chǎn)生音頻信號(hào)，從而提高音頻通話中的音頻質(zhì)量。用于音頻呼叫的房間或辦公室通常包括產(chǎn)生噪音的設(shè)備，這些噪音會(huì)被麥克風(fēng)拾取。
3.2音頻中的陷波濾波器是什么?
陷波濾波器降低頻譜中頻范圍內(nèi)的頻率幅度。它允許低頻和高頻通過。音頻工程師使用這種類型的濾波器來(lái)去除有問題的頻率。陷波濾波器可以通過修改低通濾波器的效果來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.3陷波濾波器用在什么地方?
陷波濾波器可用于固定頻率噪聲源的命令，例如來(lái)自線路頻率(50或60Hz)噪聲的噪聲源。陷波濾波器也用于從系統(tǒng)中消除共振，陷波和低通濾波器都可以治愈共振，陷波濾波器這樣做的同時(shí)在控制回路中產(chǎn)生較少的相位滯后。
3.4如何檢查陷波濾波器的帶寬?
要查找陷波濾波器的帶寬，為目標(biāo)帶寬級(jí)別輸入一個(gè)正值。按Search>Bandwidth&Notch>BandwidthSearch檢索過濾器統(tǒng)計(jì)信息。
3.5陷波濾波器是高通濾波器嗎?
陷波濾波器允許頻率低于較高截止頻率(fH)的信號(hào)，陷波濾波器電路的下部是一個(gè)無(wú)源RC高通濾波器，該濾波器允許頻率高于下截止頻率(fL)的信號(hào)。
3.6帶通濾波器與陷波濾波器有何不同?
陷波濾波器(藍(lán)色)將完全去除一個(gè)頻率，而帶通(綠色)只保留指定中心頻率附近的頻率。
結(jié)語(yǔ)
以上就是陷波濾波器電路圖與傳遞函數(shù)的介紹了。陷波濾波器的設(shè)計(jì)是以模擬濾波器為原型，通過一定變換轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器。陷波濾波器的設(shè)計(jì)方法有2種：一種是依托模擬低通為設(shè)計(jì)原型，利用模擬頻率帶阻變換法，再利用雙線性變換法將前面所設(shè)計(jì)的帶阻濾波器數(shù)字化；另一種是在頻域進(jìn)行直接設(shè)計(jì)的z平面零極點(diǎn)法。
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