有源高通滤波器的原理、特性曲线和计算公式 - 网易

uA741 的增益会降低，直到达到单位增益(0dB) 或其“转换频率” ( ƒt )，大约为1MHz。

这导致运算放大器的频率响应曲线与一阶低通滤波器的频率响应曲线非常 ... 网易首页 应用 网易新闻 网易公开课 网易高考智愿 网易红彩 网易严选 邮箱大师 网易云课堂 快速导航 新闻 国内 国际 评论 军事 王三三 体育 NBA CBA 综合 中超 国际足球 英超 西甲 意甲 娱乐 明星 图片 电影 电视 音乐 稿事编辑部 娱乐FOCUS 财经 股票 行情 新股 金融 基金 商业 理财 汽车 购车 行情 车型库 新能源 行业 科技 通信 IT 互联网 特别策划 网易智能 时尚 亲子 艺术 手机 / 数码 移动互联网 惊奇科技 易评机 房产 / 家居 北京房产 上海房产 广州房产 全部分站 楼盘库 家具 卫浴 旅游 户外 美食 专题 教育 移民 留学 外语 高考 查看网易地图 登录 注册免费邮箱 注册VIP邮箱（特权邮箱，付费） 免费下载网易官方手机邮箱应用 安全退出 移动端 网易公开课 TED 中国大学视频公开课 国际名校公开课 赏课·纪录片 付费精品课程 北京大学公开课 英语课程学习 网易严选 新人特价 9.9专区 新品热卖 人气好物 居家生活 服饰鞋包 母婴亲子 美食酒水 支付 一卡通充值 一卡通购买 我的网易支付 网易智造 网易跨境支付 邮箱 免费邮箱 VIP邮箱 企业邮箱 免费注册 客户端下载 网易首页>网易号>正文 申请入驻 有源高通滤波器的原理、特性曲线和计算公式 2022-04-1814:37:24　来源:主机评测  举报 0 分享至 用微信扫码二维码 分享至好友和朋友圈 有源高通滤波器(HPF)的基本操作与其等效RC无源高通滤波器电路相同，只是这次电路具有运算放大器或包含在其设计中，以提供放大和增益控制。

与之前的有源低通滤波器电路一样，有源高通滤波器的最简单形式是将标准反相或同相运算放大器连接到基本的RC高通无源滤波器电路，如图所示。

从技术上讲，不存在有源高通滤波器之类的东西。

与具有“无限”频率响应的无源高通滤波器不同，有源高通滤波器的最大通带频率响应受到所使用运算放大器的开环特性或带宽的限制，使它们看起来好像是带通滤波器的高频截止频率由运算放大器和增益的选择决定。

在运算放大器教程中，我们看到运算放大器的最大频率响应受限于所使用的运算放大器的增益/带宽乘积或开环电压增益(AV)，从而给它带来了带宽限制，其中闭环运算放大器的响应与开环响应相交。

常见的运算放大器（例如uA741）具有典型的“开环”（无任何反馈）直流电压增益，最大降低约100dB，以-20dB/Decade(-6db/Octave)的滚降速率作为输入频率增加。

uA741的增益会降低，直到达到单位增益(0dB)或其“转换频率”(ƒt)，大约为1MHz。

这导致运算放大器的频率响应曲线与一阶低通滤波器的频率响应曲线非常相似，如下所示。

然后，“高通滤波器”在高频下的性能受到单位增益交叉频率的限制，该频率决定了开环放大器的整体带宽。

运算放大器的增益带宽乘积从小信号放大器的约100kHz到高速数字视频放大器的约1GHz被使用。

在正常情况下，闭环有源高通或带通滤波器所需的最大通带远低于最大开环过渡频率。

然而，在设计有源滤波器电路时，为电路选择正确的运算放大器非常重要，因为高频信号的损失可能会导致信号失真。

有源高通滤波器顾名思义，一阶（单极）有源高通滤波器衰减低频并通过高频信号。

它仅由一个无源滤波器部分和一个非反相运算放大器组成。

该电路的频率响应与无源滤波器的相同，只是信号的幅度由放大器的增益增加，对于同相放大器，通带电压增益的值为1+R2/R1，与低通滤波器电路相同。

这个一阶高通滤波器仅由一个无源滤波器和一个非反相放大器组成。

该电路的频率响应与无源滤波器的相同，只是信号的幅度由放大器的增益增加。

对于同相放大器电路，滤波器的电压增益幅度为反馈电阻(R2)除以其相应的输入电阻(R1)值的函数，如下所示：其中：AF=滤波器的通带增益，(1+R2/R1)ƒ=输入信号的频率，以赫兹为单位，(Hz)ƒc=以赫兹为单位的截止频率，(Hz)就像低通滤波器一样，高通有源滤波器的操作可以从上面的频率增益方程验证为：1.在非常低的频率下，ƒƒc然后，有源高通滤波器的增益AF随着频率的增加从0Hz增加到低频截止点ƒC，频率为20dB/decade。

在ƒC处，增益为0.707*AF，在ƒC之后，所有频率都是通带频率，因此滤波器具有恒定增益AF，最高频率由运算放大器的闭环带宽决定。

在处理滤波器电路时，电路的通带增益的大小通常以分贝或dB表示，作为电压增益的函数，定义为：电压增益幅度(dB)对于一阶滤波器，滤波器的频率响应曲线增加20dB/十倍频程或6dB/倍频程，直到确定的截止频率点始终低于最大增益值-3dB。

与之前的滤波器电路一样，可以使用相同的公式找到较低的截止频率或转角频率(ƒc)：输出信号的相应相角或相移与无源RC滤波器给出的相同，并领先于输入信号的相角或相移。

它在截止频率ƒc值处等于+45o，并给出如下：也可以使用反相运算放大器配置来制作简单的一阶有源高通滤波器，并给出了该电路设计的示例及其相应的频率响应曲线。

假设该电路的增益为40dB。

反相运算放大器电路频率响应曲线有源高通滤波器示例No1一阶有源高通滤波器的通带增益为2，截止角频率为1kHz。

如果输入电容的值为10nF，则计算反馈网络中的截止频率确定电阻和增益电阻的值。

此外，绘制滤波器的预期频率响应。

截止角频率为1kHz，电容为10nF，因此R的值将是：或16kΩ到最接近的首选值。

因此，滤波器的通带增益AF因此给出为：2。

作为电阻器的值，R2除以电阻器，R1的值为1。

然后，电阻器R1必须等于电阻器R2，因为通带增益AF=2。

因此，我们可以为这两个电阻选择一个合适的值，例如，两个反馈电阻各为10kΩ。

因此，对于截止角频率为1kHz的高通滤波器，R和C的值将分别为10kΩ和10nF。

产生两个通带增益的两个反馈电阻器的值如下：R1=R2=10kΩ频率响应波特图的数据可以通过将上面在100Hz到100kHz的频率范围内获得的值代入电压增益方程来获得：这将为我们提供以下数据表。

现在可以绘制上表中的频率响应数据，如下所示。

在阻带（从100Hz到1kHz）中，增益以20dB/decade的速率增加。

然而，在截止频率ƒC=1kHz之后的通带中，增益保持恒定在6.02dB。

通带的频率上限由我们前面讨论过的运算放大器的开环带宽决定。

那么滤波器电路的波特图将如下所示。

有源高通滤波器在音频放大器、均衡器或扬声器系统中的应用，可将高频信号引导至较小的高音扬声器或减少任何低频噪声或“隆隆声”型失真。

当在音频应用中这样使用时，有源高通滤波器有时被称为“高音增强”滤波器。

二阶高通有源滤波器与无源滤波器一样，只需在输入路径中使用额外的RC网络，即可将一阶高通有源滤波器转换为二阶高通滤波器。

二阶高通滤波器的频率响应与一阶类型的相同，只是阻带滚降将是一阶滤波器的两倍，频率为40dB/十倍频程（12dB/倍频程）。

因此，二阶有源高通滤波器所需的设计步骤是相同的。

二阶有源高通滤波器电路高阶高通有源滤波器，如三阶、四阶、五阶等，只需将一阶和二阶滤波器级联起来即可。

例如，三阶高通滤波器由一阶和二阶滤波器级联而成，四阶高通滤波器由两个二阶滤波器级联而成，以此类推。

然后，具有偶数阶数的有源高通滤波器将仅包含二阶滤波器，而奇数阶数将从一阶滤波器开始，如图所示。

级联有源高通滤波器尽管可以形成的过滤器的阶数没有限制，但随着过滤器的阶数增加，其大小也会增加。

此外，它的精度下降，即实际阻带响应与理论阻带响应之间的差异也会增加。

如果频率确定电阻都相等，R1=R2=R3等，频率确定电容器都相等，C1=C2=C3等，那么任何阶滤波器的截止频率将完全相同。

然而，高阶滤波器的总增益是固定的，因为所有频率确定分量都是相等的。

本文由IC先生网www.mrchip.cn编辑整理，请勿转载。

特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。

Notice:Thecontentabove(includingthepicturesandvideosifany)isuploadedandpostedbyauserofNetEaseHao,whichisasocialmediaplatformandonlyprovidesinformationstorageservices. /阅读下一篇/ 返回网易首页 下载网易新闻客户端 相关推荐 热点推荐 媒体:乘坐英方提供的车辆中方代表单独前往女王葬礼 新民周刊2022-09-2319:44:03 50003 跟贴50003 “房产官司”许敏大获全胜，马律再次被打脸，他让熊磊花费115万 晓艺说故事2022-09-2213:35:08 389 跟贴389 教育局回应小学老师将收礼账本误发家长群：纪委正调查 中国新闻周刊2022-09-2315:43:37 60480 跟贴60480 许敏美照流出确实有气质，李律给她带来好消息，潘律终于说出实情 体育大学僧2022-09-2314:56:59 1754 跟贴1754 杜新枝卖房套现，新假证现身，熊磊邀北海舅舅做客九江，不装了？ 娱乐圈无国界2022-09-2317:22:22 1404 跟贴1404 “改账号，搬家，回九江”田静一番操作惹赞叹，熊磊到底差在哪？ 都市小故事2022-09-2108:50:12 209 跟贴209 推不开真相的大门，后果不该让许敏和潘律李律们去承担 九方鱼论2022-09-2120:21:36 3424 跟贴3424 杨振宁100岁生日感谢46岁翁帆：18亿财产已分完了，想再活20年！ 小路杂谈2022-09-2313:41:23 4917 跟贴4917 2-0！日本队太强了，吊打FIFA第14，终结16年等待，甩开国足10年 侃球熊弟2022-09-2322:22:54 2917 跟贴2917 特拉斯政府3500亿“撒钱”计划引发恐慌，国际油价、欧美股市也全线大跌 每日经济新闻2022-09-2408:47:02 1888 跟贴1888 中国股市：曾经说的4500点以下不发行新股，现在怎么看呢？ 石家庄董超2022-09-2403:03:12 4127 跟贴4127 跟苹果“杠”上了？任泽平痛批苹果：中国人应该支持华为 小布在未来生活2022-09-2320:21:56 3862 跟贴3862 自称从欧洲骑马回国当事人道歉:人在国内之前所有都是假的 封面新闻2022-09-2322:24:45 3717 跟贴3717 大学女生用书占座引纠纷发火被男生拿书砸脸 玉兔捣药2022-09-2317:04:57 6848 跟贴6848 部分动员被曝有秘密条款，征召100万青壮年？抗议者将被送上战场 鹰眼Defence2022-09-2317:42:30 2584 跟贴2584 对话送外卖的浙大博士生孟伟：8年未毕业因心态出问题，目前边带孩子边找工作 极目新闻2022-09-2318:31:08 21 跟贴21 视频来了：实拍剧场演出少年！ 侦姐有料2022-09-2400:58:37 1655 跟贴1655 伊久姆万葬坑挖掘工作完成：挖掘出436具尸体，大部分是妇女儿童 俄乌战事观察员2022-09-2407:00:11 630 跟贴630 全员免费核酸，两天一检，占预算支出的比例：成都5%，深圳2% 安安小小姐姐说城市2022-09-2407:38:16 169 跟贴169 “他开车为什么不让我！”女子骑电动车闯红灯被撞，交警判其负全责不服气，认为对方也有责任！ 新时速看2022-09-2316:01:37 7623 跟贴7623 集美大学诚毅学院通报该院学生坠楼情况：已排除系他人所致 界面新闻2022-09-2321:51:44 3286 跟贴3286 “我愿意从头再来一遍”，费德勒泣不成声，纳达尔眼含热泪 澎湃新闻2022-09-2408:13:54 693 跟贴693 24架歼-15现身辽宁舰甲板专家：仅是一个“逗号” 环球网2022-09-2406:32:13 42 跟贴42 网传领导下地帮农民干农活，敲锣打鼓的、拍摄的比“干活”的人多 火锅局2022-09-2319:15:05 3529 跟贴3529 欧国联-意大利1-0送英格兰降级拉斯帕多里进球 网易体育2022-09-2407:10:15 1054 跟贴1054 男子弃百万年薪种红薯3年挣350万，有高招？成功可以复制 电视剧评有态度2022-09-2410:15:05 403 跟贴403 C罗或遭多场禁赛!权威媒体:摔球迷手机史无前例 网易体育2022-09-2408:27:45 0 跟贴0 谁能破？阿根廷已经连续34场比赛不败，接近意大利37场不败纪录 直播吧 2022-09-2410:22:03 百大球员库里第五？热评：ESPN的准则就是谁都可以第一库里不行 直播吧 2022-09-2408:42:03 1.5万钻戒成本仅4000元！DR设计仅9人，“一生只能定制一枚”记录被曝800元就能消除 中国经济周刊 2022-09-2215:00:45 “我愿意从头再来一遍”，费德勒泣不成声，纳达尔眼含热泪 澎湃新闻 2022-09-2408:13:54 三大消息：24国向俄递交国书，赫尔松公投入俄，美要给日韩核保护 宋博论事 2022-09-2409:40:10 23年前的命案破了，警方抓回3名嫌犯 上游新闻 2022-09-2318:52:10 70后大妈在家约90后小伙，动静太大被邻居举报，现场不堪入目 胖虎说社会 2022-09-2207:56:11 刘和平：俄罗斯进行战争动员，拜登对中国释放善意，巧合吗？ 直新闻 2022-09-2319:10:14 【地理专题】中国终于有了“国家公园”！比美国黄石大13倍，一年只能入2000人！来看看那些中国之最！ 谭老师地理工作室 2022-09-2302:02:44 我国纳税额超百亿元的民企！ 钢琴音乐社 2022-09-2320:56:40 “坏女孩”林心如：日本地震捐款150万，汶川地震她捐了多少？ 1818娱乐圈 2022-09-2317:46:42 王毅会见澳大利亚外长黄英贤 界面新闻 2022-09-2409:23:03 俄媒：马克龙接受美媒采访，揣测俄方开启军事行动原因 环球网资讯 2022-09-2400:10:18 普京难以复制8年前的克里米亚公投案例 剥古通今 2022-09-2318:51:07 史泰龙与妻子复合取消离婚，无需分割28亿资产，称两人很幸福 开开森森 2022-09-2407:37:43 江苏交通控股有限公司原党委书记张新实接受审查调查 界面新闻 2022-09-2320:13:16 汤怡全裸演出新戏沦为网上播！无缘影院上映！网友大感牺牲白费 我爱追港剧 2022-09-2323:17:48 贵阳疫情严重，云岩区似乎陷入了罗生门？每一个三天过后望眼欲穿 木木情感世界 2022-09-2409:28:12 10月起，退休老人到手的养老金将能多4笔，看看你都能享受到吗 山药蛋TV 2022-09-2409:33:37 舍命盲跳的汶川空降兵15勇士，08年之后，有人当城管，有人当保安 旧闻故史 2022-09-2318:30:48 2022-09-2412:28:49 主机评测 美国主机、香港主机评测交流。

125文章数 156关注度 往期回顾全部 科技要闻 粉丝即将破亿，“抖音第一网红”凭什么？ 上市仅两天，小鹏G9官宣降价增配、调整命名 特斯拉发AI日邀请函：提及FSD、机器人、Dojo 美股周五：三大股指连跌4天，特斯拉3天蒸发约7456亿元市值 追踪马斯克、扎克伯格私人飞机的Facebook账号被封 头条要闻 牛弹琴：关键时刻王毅在纽约见了三个人 深圳604套千万豪宅一天卖光最贵大平层总价约6904万 俄军：在东线打击多个乌目标消灭100多名外国雇佣兵 一个月内国务院三度派出特殊工作组媒体:背后有深意 1岁男童自家玉米地里失踪36小时后在乱坟岗被找到 头条要闻 牛弹琴：关键时刻王毅在纽约见了三个人 深圳604套千万豪宅一天卖光最贵大平层总价约6904万 俄军：在东线打击多个乌目标消灭100多名外国雇佣兵 一个月内国务院三度派出特殊工作组媒体:背后有深意 1岁男童自家玉米地里失踪36小时后在乱坟岗被找到 体育要闻 费德勒退役纳达尔哭了俩天王18年42冠 最伟大的告别!费德勒谢幕战搭档纳达尔全都哭了 费德勒泪崩：这是一次完美的旅程我愿意再来一次 结束生涯最后一舞，赛后全场球迷向费德勒献上掌声 职业生涯陪伴到最后费德勒纳达尔相爱相杀40次交手 娱乐要闻 黄圣依杨子用藏头诗官宣离婚？ 刘丹透露刘恺威感情现状称自己不会干涉儿子私生活 郭富城陪太太方媛买手机壳，令网友大呼“太甜了” 孙茜回应被家暴争议：朋友圈晒出的照片非本人 马伊琍女儿现身支持爸爸文章，父女俩牵手感情好 财经要闻 美股集体跳水特斯拉市值一夜蒸发3000亿 深圳一天卖光604套千万元级豪宅!销售超百亿 "接棒保时捷"车型变相降价！小鹏汽车发声 蜜雪冰城冲刺IPO:不到2年因食品安全被罚7次 汽车要闻 3万元选装变标配小鹏G9还卖30.99万元起 售价15.29万-17.89万元别克昂扬正式上市 省油or运动二选一？型格e:HEV：我全都要 售15.48万-17.68万元新一代领克03家族上市 宝马高性能混动SUV将27日首发V8保底外挂电机 态度原创 教育 时尚 健康 本地 手机 教育要闻 热搜第一！语文老师将收礼账本错发家长群 追求理想的教育，只能是一场冒险？这所“任性小学”拍了部纪录片，给了另一种答案 就业率100%！月均薪过万！全国这些超有前途的大学专业来了！ 家长心生妒意!南京小学生午睡能躺平,为何我的孩子只能趴着睡觉? 江西出现校园疫情，因管理人员私自外出，网友希望严肃处理 用这些温柔的色彩装扮属于你的浪漫秋天！ 尺度有点大？他为了这个付出好多 148一盒的敷尔佳面膜成本仅10元研发人员共6名含应届毕业生 长成这样的他果然是付出了很多代价 被海蜇蛰伤，千万别做这个动作 北京疾控提醒：防范“流调类诈骗” “秋冻”适时添衣做好这三个部位的保暖 禁售槟榔，不仅因为它是一级致癌物 如何预防阿尔茨海默症？专家：定期做检查 本地新闻 《俄罗斯方块》被要求“改名”？差点信了！ 挂上养心殿床帘，甄嬛看了都直呼内行 15岁少年逐梦电竞圈：我真的不行 《二十不惑2》董思怡：在演艺圈一定要看得开 手机要闻 iPhone14Pro相机狂抖有解了！苹果释iOS16.0.2修复五大Bug Google首度自曝Pixel7正面照！价格也被提前泄露 iPhone14ProMax的DXOMARK屏幕得分全球第一 iPhone14，可能是苹果盛极而衰的标志？ ©1997-2022网易公司版权所有 AboutNetEase| 公司简介| 联系方法| 招聘信息| 客户服务| 隐私政策| 广告服务| 不良信息举报ComplaintCenter| 廉正举报 进入关怀模式