王尘宇

首先什么是低通滤波器？

低通滤波器是允许低于截止频率的低频信号通过，而减少频率高于截止频率的信号通过。如图1所示为典型的低通滤波器的频率响应波形。

 

图1

构建一个RC低通滤波器

在高压采样和电池电压采样以及板载的电源电压信号采样中RC滤波随处可见，现针对RC低通滤波器构建如下图2所示的电路模型，输入信号为Ui，输出信号为Uo。

 

图2

对上述电路进行频域分析：

 

求模即求输出增益：

 

其中电压增益用分贝（dB）表示：

 

图1中的-3dB,对应的：

 

即：

 

求得截止频率:

 

实例分析

如下图所示R=4.7K，C=10nF, fcut≈3.382kHz

 

图3

上述电路的幅频和相频特性曲线如下：

由仿真波形可以看出-3DB对应的频率为3.3884kHz,与理论值基本接近。

 

图4

 

图5

实际应用

以松下的某款模拟前端为例，该AFE的最高采样率fs=30kHZ,若Rc取1kΩ，计算Cc，首先Rc、Cc的截止频率为：

 

由奈奎斯特采样定理：

 

综上求得：

 

同样在高压采样电路中的RC也需要根据采样频率进行选择。

 

图6