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在上一節(jié) 無源 RC 低通濾波器教程 中我們一起學(xué)習(xí)了低通濾波器,，這一節(jié)我們學(xué)習(xí)高通濾波器。

前情回顧

如果你在電路中這樣布置電阻和電容你就擁有了一個具有特定截止頻率的低通濾波器：

這個濾波器允許低頻信號通過,，但卻會衰減高頻信號,。

高通濾波器

高頻濾波器電路和上面的電路幾乎一樣, 只是將電阻和電容的位置交換了一下，高頻濾波器允許高頻信號通過,，但卻會衰減低頻信號：

我們知道電容器兩端的電壓不能突變,。但如果輸入端電壓變化的足夠快，電容的輸出端也會有一個瞬時的變化,。

足夠高頻的信號可以直接通過電容,，就好像電容是一段導(dǎo)線一樣：

頻響曲線

低濾和高濾的頻率響應(yīng)曲線幾乎是一樣的，只是掉了個個,，就像鏡像一樣：

高頻時,，信號無損通過：

隨著信號頻率接近截止頻率，信號開始出現(xiàn)衰減：

當(dāng)信號頻率正好為截止頻率時,，信號幅度衰減了 3 分貝,，也就是 30%：

不久之后，信號頻率每減小 10 倍，信號幅度衰減 20 分貝,，也就是信號幅度也會衰減 10 倍：

計算公式

兩個濾波器計算截止頻率的公式也是一樣的：

我們看下面的例子,，假如我們想要設(shè)計一款高通濾波器，截止頻率為 30 kHz：

我們先選擇電阻的值,，我們選擇 10 kΩ 的電阻,，這樣不會給信號發(fā)生器施加太大的負(fù)載：

我們使用變換后的截止頻率公式計算電容的值，計算結(jié)果表明,，我們需要的電容值為 537 pF,。我們使用 一個 470 pF 和 兩個 47 pF 的電容并聯(lián)組合成這個值：

來點實際的

下面是在面包板上組裝好的電路：

當(dāng)輸入信號的頻率為 60 赫茲時，輸出幾乎啥也沒有,，是一條直線：

當(dāng)頻率增加到 18 kHz 時,，大約有一半的信號被允許通過，你可以注意到輸入和輸出之間有一個相位差：

當(dāng)信號頻率為 30 kHz 時,， 輸出信號幅度比輸入少了大約 30%,，這與我們預(yù)期的差不多，因為那正好是截止頻率：

最后,，我們看一個帶有 9 伏直流偏移的 3 伏峰峰值正弦波,。

可以看到,，輸出只剩下了 3 伏正弦波,，我們的高通濾波器徹底地把直流部分濾除掉了：

方波

接下來，我們來看看把我們的高通濾波器應(yīng)用在方波上表現(xiàn)如何,。

我們輸入一個 600 Hz 的方波,，可以看到只有高速變化的邊沿通過了，方波剩余的直線（直流）部分被濾除掉了：

如果我們將頻率提高到 6 kHz,，就會有更多的輸入信號通過：

當(dāng)頻率增加到截止頻率的兩倍,，輸出波形看起來像這樣：

當(dāng)頻率增加到 1 MHz 時，幾乎所有的原始信號都通過了：

全文完,！