一、无源一阶低通滤波器分析

由图可以知道,输入信号为Vi,输出函数为Vo, 电阻R的阻抗为R,C电容C阻抗为1/jwC,Vo实际上是Vi在电容C上的分压,则有:
则有:

将jwS变换得到:

再令Vo/Vin 表示为s的函数:

我们可以看到RC为常数,因此可以先上下同除RC,再用字母代换,有:

这就是无源一阶低通滤波系统的传递函数,Wo为特征角频率。
二、有源一阶低通滤波器分析
有源低通滤波器传递函数需要考虑到放大器增益AF,如下:


补充:理解截止频率(3db是怎么来的)?
首先,让我们将标准的s域传递函数转换为等效的jω传递函数。

令Wo=截止频率:

取模:

这里的K是增益,幅度为1V的极低频输入信号将会放大为幅度为KV的输出信号。 如果输入频率增加到每秒Wo弧度,输出幅度将为K/√2。 K/√2对应于-3 dB,截止频率的另一个名称便是-3 dB频率。
参考文献:
本文详细分析了一阶无源和有源低通滤波器的工作原理,介绍了如何推导其传递函数,并解释了截止频率的概念及3dB频率的来源。适合电子工程和信号处理领域的学习者。
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