带阻滤波器理论及其应用

电子电路中有各种类型的滤波器，例如高通滤波器，低通滤波器，带通滤波器和带阻滤波器。高通滤波器仅允许高于截止频率的频率，而低通滤波器允许低于截止频率的频率。带通滤波器将允许特定的频带的信号通过，而带阻滤波器将拒绝特定的频带的信号通过。本文讨论了带阻滤波器及其工作原理。

带阻滤波器是什么？

当低通滤波器和高通滤波器彼此并联连接时，形成带阻滤波器。带阻滤波器的主要功能是消除特定频带的信号。带阻滤波器也用其他一些名称，例如带阻或陷波滤波器。如前所述，对于高通滤波器，将有一个截止频率，低通滤波器也有一个截止频率，但是该带通和带阻滤波器有两个截止频率。

该带阻滤波器将抑制两个截止频率之间存在的特定频率范围。它允许高于高截止频率和低于低截止频率的频率。这两个截止频率是根据电路设计中使用的组件值确定的。该滤波器具有一个阻带和两个通带。

带阻滤波器的理想特性

该图清楚地展示了带阻滤波器的理想特性

'fL'=低通滤波器的截止频率

'fH'=高通滤波器的截止频率

带阻滤波器理论

给信号输入时，低通滤波器允许低频通过电路，而高通滤波器允许高频通过电路。

频率响应

低通滤波器和高通滤波器并联连接构成带阻滤波器。使用过滤器时，理想条件与实际条件之间存在一些差异。这种差异是由于电容器的开关机制引起的。上图中可以清楚地说明频率响应。

使用R，L和C的带阻滤波器

这里电路中的电阻，电感和电容器相连。输出跨接在串联连接的电感器和电容器上。根据输入给定的频率，电路将变为短路或开路。对于高频，电容器会短路，而电感器将成为开路；对于低频，电感器将像短路一样起作用，而电容器则作为开路。

使用RLC的带阻滤波器

由于电容器和电感器的这种并联连接，可以说在低频和高频时，它变成开路，并且在中频范围内。它表现为短路。因此，这是不允许中间范围通过电路并因此用作带阻滤波器的原因。

滤波器用作短路的一组频率取决于较低和较高的截止频率。这些截止频率取决于设计时使用的组件及其值。根据设计，传递函数确定组件值。

陷波滤波器

窄阻带滤波器称为NOTCH滤波器。为了消除单频，使用了陷波滤波器。由于其两个T形网络，它也被称为孪生T网络。在中心频率fC = 1 /2πRC时，会出现最大程度的消除。

陷波滤波器电路中使用电容器和电阻器。电容值必须小于或等于1µF。电阻值可以通过使用中心频率方程来计算。

陷波滤波器对于消除50或60Hz的单个频率非常有用。

滤波器的频率响应

带阻滤波器的频率响应可以通过记录增益和频率来获得。

测量较低和较高的截止频率的信号，可获得带宽。根据理想的阻带滤波器，阻带的信号响应为零，通带应具有信号最大的增益。

应用领域

带阻滤波器的应用包括以下内容。

在电吉他放大器中，有效地使用了带阻滤波器。通常，吉他会以60Hz的频率产生嗡嗡声。使用的带阻滤波器有助于减少交流噪声，来放大信号。不仅在电吉他中，而且滤波器也用于基础乐器放大器和曼陀林等声学应用。

在图像和信号处理中使用带阻滤波器来减少噪声

为了减少无线电设备上的静电，使用了这些带阻滤波器。

带阻滤波器用于医疗领域的应用，例如生物医学仪器，用于消除噪声。

在DSL互联网服务和降噪器中，这些带阻滤波器用于消除线路上的干扰。

如果通信中出现噪声，信号将失真，从而导致输出错误。因此，为减少这种不必要的谐波和误差，可以有效使用带阻滤波器

在诸如PA系统（即公共广播系统）之类的音频应用中，使用了此过滤器。

在用于消除失真的光通信技术中，使用了这些带阻滤波器。这样的例子之一是拉曼光谱。