无源 RC 高通滤波器教程

在上一节 无源 RC 低通滤波器教程 中我们一起学习了低通滤波器，这一节我们学习高通滤波器。

前情回顾

如果你在电路中这样布置电阻和电容你就拥有了一个具有特定截止频率的低通滤波器：

这个滤波器允许低频信号通过，但却会衰减高频信号。

高通滤波器

高频滤波器电路和上面的电路几乎一样, 只是将电阻和电容的位置交换了一下，高频滤波器允许高频信号通过，但却会衰减低频信号：

我们知道电容器两端的电压不能突变。但如果输入端电压变化的足够快，电容的输出端也会有一个瞬时的变化。

足够高频的信号可以直接通过电容，就好像电容是一段导线一样：

频响曲线

低滤和高滤的频率响应曲线几乎是一样的，只是掉了个个，就像镜像一样：

高频时，信号无损通过：

随着信号频率接近截止频率，信号开始出现衰减：

当信号频率正好为截止频率时，信号幅度衰减了 3 分贝，也就是 30%：

不久之后，信号频率每减小 10 倍，信号幅度衰减 20 分贝，也就是信号幅度也会衰减 10 倍：

计算公式

两个滤波器计算截止频率的公式也是一样的：

我们看下面的例子，假如我们想要设计一款高通滤波器，截止频率为 30 kHz：

我们先选择电阻的值，我们选择 10 kΩ 的电阻，这样不会给信号发生器施加太大的负载：

我们使用变换后的截止频率公式计算电容的值，计算结果表明，我们需要的电容值为 537 pF。我们使用 一个 470 pF 和 两个 47 pF 的电容并联组合成这个值：

来点实际的

下面是在面包板上组装好的电路：

当输入信号的频率为 60 赫兹时，输出几乎啥也没有，是一条直线：

当频率增加到 18 kHz 时，大约有一半的信号被允许通过，你可以注意到输入和输出之间有一个相位差：

当信号频率为 30 kHz 时， 输出信号幅度比输入少了大约 30%，这与我们预期的差不多，因为那正好是截止频率：

最后，我们看一个带有 9 伏直流偏移的 3 伏峰峰值正弦波。

可以看到，输出只剩下了 3 伏正弦波，我们的高通滤波器彻底地把直流部分滤除掉了：

方波

接下来，我们来看看把我们的高通滤波器应用在方波上表现如何。

我们输入一个 600 Hz 的方波，可以看到只有高速变化的边沿通过了，方波剩余的直线（直流）部分被滤除掉了：

如果我们将频率提高到 6 kHz，就会有更多的输入信号通过：

当频率增加到截止频率的两倍，输出波形看起来像这样：

当频率增加到 1 MHz 时，几乎所有的原始信号都通过了：

全文完！