【低音炮低通滤波怎么调 低通滤波器的作用】电路中的每个电抗元件都会引入90°相移，但这种相移不会同时发生 。输出信号的相位和输出信号的幅度一样，随着输入频率的增加而逐渐变化 。在RC低通滤波器中，我们有一个电抗元件(电容)，因此电路最终会引入90°相移 。
与幅度响应一样，相位响应最容易通过检查水平轴上的对数频率图来评估 。下面的描述传达了大致的模式，然后你可以通过查看图纸来填写详细信息 。
相移最初为0 。
它逐渐增加，直到截止频率达到45；在这部分反应中，变化率在增加 。
截止频率后，相移继续增加，但变化率在降低 。
随着相移接近90°，变化率变得非常小 。
实线是振幅响应，虚线是相位响应 。截止频率为100千赫 。请注意，截止频率下的相移为45° 。
二阶低通滤波器
到目前为止，我们假设RC低通滤波器由一个电阻和一个电容组成 。这种配置是一阶滤波器 。
无源滤波器的“顺序”取决于电路中电抗元件(即电容或电感)的数量 。高阶滤波器具有更多的电抗分量，这导致更多的相移和更陡的滚降 。第二个特点是增加过滤顺序的主要动机 。
通过向滤波器添加电抗元件，例如，从一阶到二阶或从二阶到三阶，我们将最大滚降提高了20dB/10倍 。更陡的滚降被转换为从低衰减到高衰减的更快转换，并且当信号不具有将期望频率分量与噪声分量分开的宽频带时，这可以导致性能的提高 。
二阶滤波器通常围绕由电感和电容组成的谐振电路构建(这种拓扑对于电阻-电感-电容被称为“RLC”) 。然而，也可以创建二阶RC滤波器 。如下图所示，我们需要做的就是级联两个一阶RC滤波器 。
虽然这种拓扑肯定会产生二阶响应，但它并没有得到广泛应用——正如我们将在下一节中看到的，频率响应通常不如二阶有源滤波器或二阶RLC滤波器 。
二阶RC滤波器的频率响应
我们可以尝试通过根据所需的截止频率设计一阶滤波器，然后串联这两个一阶滤波器来创建二阶RC低通滤波器 。这确实导致滤波器的总频率响应相似，最大滚降为40dB/十进制，而不是20dB/十进制 。
然而，如果我们更仔细地观察响应，我们会发现-3 dB的频率有所下降 。二阶RC滤波器的行为并不像预期的那样，因为这两个级并不是独立的——我们不能简单地将这两个级连接在一起，将电路分析为一阶低通滤波器后跟同一个一阶低通滤波器 。
此外，即使我们在两级之间插入一个缓冲器，以便第一个RC级和第二个RC级可以用作独立的滤波器，在原始截止频率下的衰减也将是6dB，而不是3dB 。这正是因为两级独立工作——第一个滤波器在截止频率下有3 dB衰减，而第二个滤波器又增加了3 dB衰减 。
二阶RC低通滤波器的基本限制是设计者不能通过调整滤波器的Q因子来微调通带到阻带的转换 。该参数表示频率响应的阻尼程度 。如果级联两个相同的RC低通滤波器，总传递函数对应于二阶响应，但Q因子始终为0.5 。当Q = 0.5时，滤波器处于过阻尼的边界，这导致过渡区的频率响应“下垂” 。二阶有源滤波器和二阶谐振滤波器没有这个限制；设计人员可以控制品质因数来微调过渡区的频率响应 。
总结
所有电信号都包含所需频率分量和不需要的频率分量的混合 。不需要的频率成分通常是由噪声和干扰引起的，在某些情况下，它们会对系统性能产生负面影响 。
滤波器是以不同方式对信号频谱的不同部分做出反应的电路 。低通滤波器旨在通过低频分量并阻挡高频分量 。
低通滤波器的截止频率表示滤波器从低衰减变为显著衰减的频率范围 。
RC低通滤波器的输出电压可以通过将电路视为由(频率无关)电阻和(频率相关)电抗组成的分压器来计算 。
振幅(以分贝为单位，在纵轴上)和对数频率(以赫兹为单位，在横轴上)的曲线图是检查滤波器理论行为的方便有效的方法 。您还可以使用相位和对数频率之间的关系图来确定要应用于输入信号的相移量 。
二阶滤波器提供更陡的滚降；当信号不能在所需频率分量和不需要的频率分量之间提供宽带分离时，这种二阶响应是有用的 。
通过构造两个相同的一阶RC低通滤波器，然后将一个输出连接到另一个的输入，可以创建一个二阶RC低通滤波器 。总的-3 dB频率将低于预期 。
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