低通，高通和带通滤波器的工作原理

过滤器是一种过滤波的设备。它是一种电路，它允许某个频段中的信号通过，同时阻止该频段之外的信号通过。
滤波器主要包括低通滤波器，高通滤波器和带通滤波器，根据电路的工作原理可将其分为无源和有源滤波器。本文主要介绍以下三种滤波器：低通，高通和带通。
电感阻止高频信号通过，并允许低频信号通过，但是电容器的特性却相反。信号可以通过电感器的滤波器或通过电容器接地的滤波器对低频信号的衰减要小于高频信号，因此被称为低通滤波器。
低通滤波器的原理非常简单。它使用的原理是：电容器通过高频以阻止低频，而电感器通过低频以阻止高频。
对于需要切断的高频，请使用电容器吸收电感并防止其通过。对于需要释放的低频，请使用电容器的高电阻和电感的低电阻的特性让其通过。
最简单的低通滤波器由电阻器和电容器组成，如下图所示。低通滤波器的功能是使其保持在转折频率f以下。
通过的低频带信号将高于转折频率f。信号被删除。
RC无源低通滤波器RC无源低通滤波器的幅频特性曲线该低通滤波器的工作原理如下：当输入信号Vin的频率低于转折频率f时。当的信号加到电路中时，由于C的电容电抗非常大且没有分流效应，因此该低频信号通过R输出。
当Vin的频率高于转折频率f时。此时，由于C的电容电抗已经很小，通过R的高频信号从C分流到地而无输出，从而达到了低通的目的。
此RC低通滤波器的转折频率f。由下式确定：除此RC电路外，低通滤波器还可以采用LC电路的形式。
最简单的高通滤波器是“一阶高通滤波器”。它的特性通常由一阶线性微分方程表示。
它的左侧与一阶低通滤波器完全相同。仅右侧是激励源的派生而不是激励源本身。
当较低的频率通过系统时，几乎没有或没有输出，而较高的频率通过系统时，衰减将较小。实际上，对于极高的频率，电容器等效于“短路”。
这些频率基本上可以在电阻的两端输出。换句话说，该系统适合于通过高频，但是对低频具有更大的阻碍作用。
如下图所示，它是最简单的“高通滤波器”。由RC分量组成的高通滤波器的幅频特性曲线的电路工作原理如下：当频率低于f时。
当C1的信号输入到此滤波器时，由于C1的大容抗而被阻塞，输出减小，并且频率越低，输出越小。当频率高于f时。
当信号输入到此滤波器时，由于C1的电容电抗已经很小，因此对信号没有衰减作用，因此滤波器具有让高频信号通过并阻止低频信号的功能。该电路的转折频率f。
由下式确定：除组件外，高通滤波器还可以由LC组成。带通滤波器是仅允许特定频率通过而有效抑制其他频率信号的电路。
由于其对信号的选择性，它被广泛用于电子设计中。例如，RLC储罐是一个模拟带通滤波器。
与带阻滤波器的概念相反，带通滤波器是指可以使特定频率范围内的频率分量通过但将其他范围内的频率分量衰减到极低水平的滤波器。带通滤波器的作用理想的带通滤波器应具有完全平坦的通带，且通带中不得有放大或衰减。
实际上，没有理想的带通滤波器。滤波器无法完全衰减所需频率范围之外的所有频率，尤其是存在一个衰减但在外部没有隔离的范围。