音頻濾波電路

音頻濾波電路

基本型的音頻RC濾波電路

最常用的濾波電路應(yīng)該是很基本的RC濾波，不管是高通型或是低通型，公式都是一樣的如下所示：

Freq-6dB = 1 / 2πRC

但是在應(yīng)用上，卻很少去考慮這個(gè)公式是可以活用的。在整個(gè)電路上，當(dāng)然會(huì)有很多的RC組合，如果每個(gè)都套用這個(gè)公式，那最后的頻率響應(yīng)不就是衰減了幾十dB去了。如果全部都讓它所有音頻通過(guò)，只留下一個(gè)RC濾波來(lái)控制頻率響應(yīng)，那么區(qū)除雜訊的效果就變差了。

舉例說(shuō)，如果有三組低通濾波電路，我們需要設(shè)計(jì)在 -6dB為20 KHz。每一組在20 KHz的頻率點(diǎn)，只能有2dB的衰減量。那么公式就要修正為

Freq-2dB = (1 / 2πRC) * 1.6

也就是電阻或電容的數(shù)值，必須減少1.6倍。（6dB – 2dB = 4dB = 1.6）

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高衰減度的音頻陷波器

再來(lái)要介紹很有名的雙T型濾波電路，能夠針對(duì)特定的音頻頻率點(diǎn)產(chǎn)生很高的衰減度，用來(lái)做簡(jiǎn)易的音頻失真儀更是好用，因?yàn)槭д鎯x是很昂貴又很容易損壞的儀器。只要在交流微伏表的輸入端，加裝可切換的雙T型濾波電路，就可以當(dāng)音頻失真儀使用。例如未經(jīng)雙T型濾波電路的電表讀數(shù)為0 dBm, 但是經(jīng)過(guò)雙T型濾波電路后為 -40 dBm, 則失真率為 1 %。（因?yàn)橄嗖?0 dB為100倍）

陷波器的頻率點(diǎn)為：Freq-trap = 1 / 2πRC

數(shù)值設(shè)定為：R1 = R2 = R, C1 = C2 = C, C3 = 2C, R3 = R/2

理論上如果RC數(shù)值搭配準(zhǔn)確時(shí)，可達(dá)到60 dB的衰減度。但是如此Q值太高，會(huì)使濾波的有效頻寬太窄，容易產(chǎn)生頻率偏差。一般建議故意將數(shù)值偏差，使Q值降低到40-46 dB的衰減度, 比較有實(shí)用價(jià)值。

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高衰減度的射頻陷波器

很少人知道這個(gè)射頻的陷波器電路，記得以前在設(shè)計(jì)歐洲系統(tǒng)的電視機(jī)，為了能通過(guò)德國(guó)FTZ單位的相鄰頻道衰減度規(guī)格，必須使用昂貴難買(mǎi)的西門(mén)子廠牌的電視中頻濾波器，而我們就利用這個(gè)濾波電路，搭配一般的電視中頻濾波器完成了任務(wù)。電路上雖然很像普通的LC串聯(lián)式陷波器，但是輸入及輸出端的串接小電阻器，與兩側(cè)的電容器所形成的Delta網(wǎng)路，轉(zhuǎn)換成Y網(wǎng)路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 ”負(fù)” 電阻值的效應(yīng)，讓電感器的內(nèi)阻減少，Q值變高，因而使LC串聯(lián)陷波器能夠有高衰減度及低頻寬的作用。由于這個(gè)電路能夠在低阻抗的射頻回路上，有高Q值的功能，特別適合通訊機(jī)產(chǎn)品規(guī)格要求所需的相鄰頻道衰減度。（即頻道選擇度）

陷波器的頻率點(diǎn)為：Freq-trap = 1 / 2π√L(C1 + C2)

R1的數(shù)值要搭配L1的Q值，很難計(jì)算，約在22 – 8.2 Ohm。（越小Q值越高）

有興趣計(jì)算的人?？缮暇W(wǎng)搜尋Delta-Y transform 找到公式。

http://en.wikipedia.org/wiki/Y-%CE%94_transform

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簡(jiǎn)易型的射頻LC濾波兼補(bǔ)強(qiáng)電路

這是一個(gè)很有趣且實(shí)用的射頻濾波電路，簡(jiǎn)單的三個(gè)LC元件，它一方面針對(duì)某一頻率產(chǎn)生衰減，但是同時(shí)也會(huì)對(duì)它某個(gè)鄰近的頻率，產(chǎn)生提升補(bǔ)強(qiáng)作用，以避免過(guò)度的衰減影響。在過(guò)去的產(chǎn)品應(yīng)用上，銷美國(guó)的低功率家用無(wú)線電話，由于接收及發(fā)射天線為共用，頻率為46及49MHz相當(dāng)接近，利用這種電路可將兩種信號(hào)與以分離。

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如圖，由A輸入B輸出：

元件L2與C1為并聯(lián)諧振，產(chǎn)生陷波頻率。元件L1與L2與C1并聯(lián)諧振，產(chǎn)生通頻頻率。也就是，對(duì)低頻阻隔，使高頻通過(guò)。（因L1與L2并聯(lián)電感值變低，諧振頻率變高。）

L1電感值遠(yuǎn)大于L2時(shí)，可使兩個(gè)頻率接近，便于應(yīng)用。

阻隔頻率點(diǎn)為：Freq-trap = 1 / 2π√（L2 * C1)

通過(guò)頻率點(diǎn)為：Freq-pass = 1 / 2π√（L1// L2） * (C1)

如圖，由C輸入D輸出：

元件L3與C3為并聯(lián)諧振，產(chǎn)生陷波頻率。元件C2與L3與C3并聯(lián)諧振，產(chǎn)生通頻頻率。也就是，對(duì)高頻阻隔，使低頻通過(guò)。（因C2與C3并聯(lián)電容值變高，諧振頻率變低。）

C2電容值遠(yuǎn)小于C3時(shí)，可使兩個(gè)頻率接近，便于應(yīng)用。

阻隔頻率點(diǎn)為：Freq-trap = 1 / 2π√（L3 * C3)

通過(guò)頻率點(diǎn)為：Freq-pass = 1 / 2π√（L3） * (C2 + C3)

另外一種常見(jiàn)的應(yīng)用為B點(diǎn)或D點(diǎn)接地，而A點(diǎn)或C點(diǎn)接在信號(hào)路徑上，可得到完全相同的作用。