高通濾波器是一種讓某一頻率以上的信號(hào)分量通過(guò)，而對(duì)該頻率以下的信號(hào)分量大大抑制的電容、電感與電阻等器件的組合裝置。其特性在時(shí)域及頻域中可分別用沖激響應(yīng)及頻率響應(yīng)描述。后者是用以頻率為自變量的函數(shù)表示，一般情況下它是一個(gè)以復(fù)變量jω為自變量的的復(fù)變函數(shù)，以H（jω）表示。它的模H（ω）和幅角φ（ω）為角頻率ω的函數(shù)，分別稱為系統(tǒng)的“幅頻響應(yīng)”和“相頻響應(yīng)”，它分別代表激勵(lì)源中不同頻率的信號(hào)成分通過(guò)該系統(tǒng)時(shí)所遇到的幅度變化和相位變化。可以證明，系統(tǒng)的“頻率響應(yīng)”就是該系統(tǒng)“沖激響應(yīng)”的傅里葉變換。當(dāng)線性無(wú)源系統(tǒng)可以用一個(gè)N階線性微分方程表示時(shí)，頻率響應(yīng)H（jω）為一個(gè)有理分式，它的分子和分母分別與微分方程的右邊和左邊相對(duì)應(yīng)。

電容和電阻組成的高通濾波器

電阻和電容組成的高通濾波器的電路如下：

電阻的阻抗是固定值，為R。

電容的容抗與信號(hào)頻率f有關(guān)，Xc=1/2πfC。

輸出電壓Uo=Ui*R/（R-jXc）

|Uo|

=Ui*R/√（R^2+Xc^2）

=Ui*R/√（R^2+1/（2πfC）^2）

=Ui/√（1+1/（2πfRC）^2）

記1/2πRC為f0，f0為濾波器的截止頻率。

那么，

|Uo|=Ui/√（1+（f0/f）^2）

f=f0時(shí)，|Uo|=√2/2*Ui

f趨向0時(shí)，|Uo|趨向Ui

f趨向無(wú)窮大時(shí)，|Uo|趨向0。

f越大，|Uo|越小。

高通濾波器原理解析

　　最簡(jiǎn)單的高通濾波器是“一階高通濾波器”，它的的特性一般用一階線性微分方程表示，它的左邊與一階低通濾波器完全相同，僅右邊是激勵(lì)源的導(dǎo)數(shù)而不是激勵(lì)源本身。當(dāng)較低的頻率通過(guò)該系統(tǒng)時(shí)，沒(méi)有或幾乎沒(méi)有什么輸出，而當(dāng)較高的頻率通過(guò)該系統(tǒng)時(shí)，將會(huì)受到較小的衰減。實(shí)際上，對(duì)于極高的頻率而言，電容器相當(dāng)于“短路”一樣，這些頻率，基本上都可以在電阻兩端獲得輸出。換言之，這個(gè)系統(tǒng)適宜于通過(guò)高頻率而對(duì)低頻率有較大的阻礙作用，是一個(gè)最簡(jiǎn)單的“高通濾波器”。

　　下圖是RC元件構(gòu)成的高通濾波器。圖（a）是電路， 圖（b）是這一高通濾波器的幅頻特性曲線。從這一曲線可以看出，當(dāng)輸入信號(hào)Vi中頻率低干轉(zhuǎn)折頻率f。時(shí)，輸出受到明顯的衰減。高于轉(zhuǎn)折頻率f。的信號(hào)輸出大。

　　這一電路的工作原理是這樣：當(dāng)頻率低于f。的信號(hào)輸入這一濾波器時(shí)，由于C1的容抗很大而受到阻止，輸出減小，且頻率愈低輸出愈小。當(dāng)頻率高于f。的信號(hào)輸入這一濾波器時(shí)，由于C1容抗已很小，故對(duì)信號(hào)無(wú)衰減作用，這樣該濾波器具有讓高頻信號(hào)通過(guò)，阻止低頻信號(hào)的作用。這一電路的轉(zhuǎn)折頻率f。由下式?jīng)Q定：