【低音炮低通濾波怎么調 低通濾波器的作用】電路中的每個電抗元件都會引入90°相移，但這種相移不會同時發生 。輸出信號的相位和輸出信號的幅度一樣，隨著輸入頻率的增加而逐漸變化 。在RC低通濾波器中，我們有一個電抗元件(電容)，因此電路最終會引入90°相移 。
與幅度響應一樣，相位響應最容易通過檢查水平軸上的對數頻率圖來評估 。下面的描述傳達了大致的模式，然后你可以通過查看圖紙來填寫詳細信息 。
相移最初為0 。
它逐漸增加，直到截止頻率達到45；在這部分反應中，變化率在增加 。
截止頻率后，相移繼續增加，但變化率在降低 。
隨著相移接近90°，變化率變得非常小 。
實線是振幅響應，虛線是相位響應 。截止頻率為100千赫 。請注意，截止頻率下的相移為45° 。
二階低通濾波器
到目前為止，我們假設RC低通濾波器由一個電阻和一個電容組成 。這種配置是一階濾波器 。
無源濾波器的“順序”取決于電路中電抗元件(即電容或電感)的數量 。高階濾波器具有更多的電抗分量，這導致更多的相移和更陡的滾降 。第二個特點是增加過濾順序的主要動機 。
通過向濾波器添加電抗元件，例如，從一階到二階或從二階到三階，我們將最大滾降提高了20dB/10倍 。更陡的滾降被轉換為從低衰減到高衰減的更快轉換，并且當信號不具有將期望頻率分量與噪聲分量分開的寬頻帶時，這可以導致性能的提高 。
二階濾波器通常圍繞由電感和電容組成的諧振電路構建(這種拓撲對于電阻-電感-電容被稱為“RLC”) 。然而，也可以創建二階RC濾波器 。如下圖所示，我們需要做的就是級聯兩個一階RC濾波器 。
雖然這種拓撲肯定會產生二階響應，但它并沒有得到廣泛應用——正如我們將在下一節中看到的，頻率響應通常不如二階有源濾波器或二階RLC濾波器 。
二階RC濾波器的頻率響應
我們可以嘗試通過根據所需的截止頻率設計一階濾波器，然后串聯這兩個一階濾波器來創建二階RC低通濾波器 。這確實導致濾波器的總頻率響應相似，最大滾降為40dB/十進制，而不是20dB/十進制 。
然而，如果我們更仔細地觀察響應，我們會發現-3 dB的頻率有所下降 。二階RC濾波器的行為并不像預期的那樣，因為這兩個級并不是獨立的——我們不能簡單地將這兩個級連接在一起，將電路分析為一階低通濾波器后跟同一個一階低通濾波器 。
此外，即使我們在兩級之間插入一個緩沖器，以便第一個RC級和第二個RC級可以用作獨立的濾波器，在原始截止頻率下的衰減也將是6dB，而不是3dB 。這正是因為兩級獨立工作——第一個濾波器在截止頻率下有3 dB衰減，而第二個濾波器又增加了3 dB衰減 。
二階RC低通濾波器的基本限制是設計者不能通過調整濾波器的Q因子來微調通帶到阻帶的轉換 。該參數表示頻率響應的阻尼程度 。如果級聯兩個相同的RC低通濾波器，總傳遞函數對應于二階響應，但Q因子始終為0.5 。當Q = 0.5時，濾波器處于過阻尼的邊界，這導致過渡區的頻率響應“下垂” 。二階有源濾波器和二階諧振濾波器沒有這個限制；設計人員可以控制品質因數來微調過渡區的頻率響應 。
總結
所有電信號都包含所需頻率分量和不需要的頻率分量的混合 。不需要的頻率成分通常是由噪聲和干擾引起的，在某些情況下，它們會對系統性能產生負面影響 。
濾波器是以不同方式對信號頻譜的不同部分做出反應的電路 。低通濾波器旨在通過低頻分量并阻擋高頻分量 。
低通濾波器的截止頻率表示濾波器從低衰減變為顯著衰減的頻率范圍 。
RC低通濾波器的輸出電壓可以通過將電路視為由(頻率無關)電阻和(頻率相關)電抗組成的分壓器來計算 。
振幅(以分貝為單位，在縱軸上)和對數頻率(以赫茲為單位，在橫軸上)的曲線圖是檢查濾波器理論行為的方便有效的方法 。您還可以使用相位和對數頻率之間的關系圖來確定要應用于輸入信號的相移量 。
二階濾波器提供更陡的滾降；當信號不能在所需頻率分量和不需要的頻率分量之間提供寬帶分離時，這種二階響應是有用的 。
通過構造兩個相同的一階RC低通濾波器，然后將一個輸出連接到另一個的輸入，可以創建一個二階RC低通濾波器 ?？偟?3 dB頻率將低于預期 。
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