本教程涉及无源低通滤波器，这是电子学中广泛使用的术语。在您的学习或职业生涯中，您几乎每次都会听到或使用“技术”一词。让我们探讨一下此技术术语的特殊之处。
什么是电路，公式，曲线？
让我们从名字开始。你知道什么是被动的吗？什么低？什么是通过，什么是过滤器？如果您理解了“无源低通滤波器”这四个词的含义，您将了解“无源低通滤波器”中的50％，我们将进一步探讨50％。
“被动”-在字典中，它表示允许或接受所发生的事情或他人的所作所为，而没有积极的回应。
“低通滤波器”-意味着通过低点，也意味着阻止高点。它的作用与我们在家中/办公室中使用的传统滤水器相同，该滤水器可阻挡杂质并仅使净水通过。
低通滤波器使低频通过并阻塞较高的一个。传统的低通滤波器的通过频率范围为30-300Khz（低频），如果在音频应用中使用，则高于该频率。
低通滤波器与许多因素有关。如前所述，它将过滤掉正弦信号（AC）的有害物质（信号）。
由于无源意味着我们通常不对滤波后的信号施加任何外部源，因此可以使用无源组件来实现，因为无源组件不需要电源，因此滤波后的信号不会被门控放大，输出信号的幅度将不增加任何代价。
低通滤波器是使用电阻器和电容器组合（RC）制成的，可以滤除高达100Khz的电压，而其余的100khz-300khz则使用电阻器，电容器和电感器（RLC）。
这是此图中的电路：
这是一个RC滤波器。通常，将输入信号施加到电阻器和无极性电容器的这种串联组合。它是一阶滤波器，因为电路中只有一个电抗元件是电容器。滤波后的输出将通过电容器提供。
电路内部实际发生的事情非常有趣。
在低频下，电容器的电抗将比电阻的电阻值大。因此，电容器两端的信号电位将比电阻两端的电压降大得多。
在更高的频率下，将会发生完全相反的事情。电阻的阻值变高，并且由于电容器的电抗的作用，电容器两端的电压变小。
这是电容器输出端的曲线：-
频率响应和截止频率
让我们进一步了解这条曲线
f c 是滤波器的截止频率。从0dB / 118Hz到100 KHz的信号线几乎是平坦的。
计算增益的公式为
增益= 20log（Vout / Vin）
如果我们把这些值放到截止频率接近1之前，我们将看到增益的结果。1单位增益或1x增益称为单位增益。
在截止信号之后，电路的响应逐渐降低到0（零），并且这种降低以-20dB / Decade的速率发生。如果我们计算每八度的减少量，则将为-6dB。在技术术语中，它称为“滚降”。
在低频时，电容器的高电抗会阻止电流流过电容器。
如果我们使用高于截止极限的高频，则当信号频率增加时，电容器电抗会成比例地降低，由于电容器两端的短路状况的影响，输出的电抗会降低，因此输出将为0。
这是低通滤波器。通过选择适当的电阻器和适当的电容器，我们可以停止频率，限制信号而不影响信号，因为没有有效的响应。
在上图中，有一个词Bandwidth。这表示将要应用单位增益并且信号将被阻塞。因此，如果它是一个150 Khz的低通滤波器，那么带宽将是150 Khz。在该带宽频率之后，信号将衰减并停止通过电路。
还有-3dB，这很重要，在截止频率处，我们将获得-3dB增益，其中信号衰减到70.7％，并且电容电抗和电阻等于R = Xc。
截止频率的公式是什么？
f c = 1 /2πRC
因此，R是电阻，C是电容。如果我们输入该值，我们将知道截止频率。
输出电压计算
让我们看一下第一个图像的电路，其中一个电阻和一个电容器用于形成低通滤波器或RC电路。
当直流信号施加在整个电路上时，它的电路电阻会在电流流动时产生压降，但是在交流信号的情况下，它的阻抗也是以欧姆为单位。
在RC电路中，有两种电阻性的东西。一种是电阻，另一种是电容器的电容电抗。因此，我们需要首先测量电容器的电容电抗，因为这将需要计算电路的阻抗。
第一个电阻对立是电容电抗，公式为：
XC = 1 /2π ˚F Ç
公式的输出将以欧姆为单位，因为欧姆是电容电抗的单位，因为它是电阻的对立表示。
第二个反对者是电阻器本身。电阻值也是一个电阻。
因此，结合这两个对数，我们将获得总电阻，即RC（交流信号输入）电路中的阻抗。
阻抗表示为Z。
RC滤波器用作“频率 相关的可变分压器”电路。
该分压器的输出电压如下：
Vout = Vin *（R2 / R1 + R2）R1 + R2 = R T
R1 + R2是电路的总电阻，这与阻抗相同。
所以，结合这个总方程，我们将得到
通过解决上述公式，我们得出了最后一个公式：
Vout = Vin *（Xc / Z）
计算示例
我们已经知道电路内部实际发生了什么，以及如何找出该值。让我们选择实用价值。
让我们选择电阻和电容器中最常见的值4.7k和47nF。我们选择了该值，因为它广泛可用并且更易于计算。让我们看一下截止频率和输出电压。
截止频率为：-
通过求解该方程，截止频率为720Hz。
不管是真的还是假的……
这是电路。如前所述，在截止频率处，无论频率如何，dB均为-3dB。我们将在输出信号处搜索-3dB，看看它是否为720Hz。这是频率响应：
正如您所看到的，频率响应（也称为Bode Plot），我们将光标设置为-3dB（红色箭头），并获得720Hz（绿色箭头）角或带宽频率。
如果我们施加500Hz信号，则电容电抗将为
然后在以500Hz施加5V Vin时是Vout：-
相移
由于有一个电容器与低通滤波器相关联，并且是一个交流信号，因此相位角在输出处表示为Φ（Φ）
这是相移曲线。我们将光标置于-45
这是二阶低通滤波器。R1 C1是一阶，R2 C2是二阶。它们级联在一起形成一个二阶低通滤波器。
二阶滤波器的斜率是2 x -20dB / decade或-40dB（-12dB / octave）。
这是响应曲线：-
光标在绿色信号中显示一阶截止点（R1 C1）的-3dB截止点，之前的斜率为-20dB / Decade，最后一个输出的红色斜率为-40dB /十年
公式为：-
增益 f c ：-
这将计算二阶低通电路的增益。
截止频率：
实际上，随着增加滤波器级，滚降斜率会增加，-3dB点和通带频率会从上面的实际计算值变化一个确定的量。
该确定的量通过以下公式计算：
级联两个无源滤波器不是很好，因为每个滤波器阶的动态阻抗会影响同一电路中的其他网络。
应用领域
低通滤波器被广泛应用于电子电路中。
以下是一些应用程序：-
- 音频接收器和均衡器
- 相机滤镜
- 示波器
- 音乐控制系统和低音频率调制
- 函数发生器
- 电源供应