低通电路是一种滤波器电路，其主要功能是允许低频信号通过，同时阻止或衰减高频信号。这种电路在电子领域有广泛的应用，如音频处理、信号处理、通信系统等。低通电路可以通过多种方式实现，其中最常见的是使用无源元件（如电阻、电容、电感）组成的滤波器。低通电路的频率响应特性通常表现为一个低通滤波器的频率响应曲线。该曲线在低频时保持平坦（即增益接近1），随着频率的增加，增益逐渐减小，直到高频时增益接近0。这个过程中，增益以一定的斜率（如-20dB/十倍频程）下降，直到达到截止频率（fc），该频率是低通滤波器允许通过的最高频率。

以下是一些常见的低通滤波器实现方式：

1、RC低通滤波器

由电阻（R）和电容（C）串联组成，电容器并联在输出端与地之间。当信号频率较低时，电容的阻抗较大，信号主要通过电阻传输；当信号频率较高时，电容的阻抗减小，信号被电容分流到地，从而实现低通滤波。

时间常数和截止频率是从不同方面分析RC充电电路所用的描述量。时间常数t = RC，而截止频率f = 1/（2 π RC）。从时域角度分析RC电路，我们会用时间常数。从频域角度分析RC电路，我们会用截止频率。当输入量的频率等于截止频率时，输出与输入的幅值之比为0.707，即增益为-3dB。

当R=10K，C=1nF，由公式得截止频率Fc=15915Hz，做AC仿真（10~10MHz）（做AC分析，关于频率的分析时，理想输入源的频率设不设不影响）

从上图可知，最开始的增益基本就是0dB，在15915Hz时，增益的衰减是3dB，和理论差不多。

2、RL低通滤波器

由电阻（R）和电感（L）串联组成，电感并联在输出端与地之间。电感对高频信号的阻抗较大，对低频信号的阻抗较小，因此可以实现低通滤波。但电感在低频时体积较大，成本较高，因此在实际应用中不如RC低通滤波器常见。由于电感器在高频下会产生较大的电感和电磁干扰，因此在高频场合使用时需要特别注意。

RL低通滤波器的截止频率是指在该频率下，滤波器对信号的衰减达到某个特定值（如-3dB）的频率点。截止频率的计算公式为：fc​=R/2πL​，其中R为电阻值，L为电感值。

当R=1K，L=16mH，由公式得截止频率Fc=994.7Hz，做AC仿真（10~10MHz）（做AC分析，关于频率的分析时，理想输入源的频率设不设不影响）

从上图可知，最开始的增益基本就是0dB，在994Hz时，增益的衰减是3dB，和理论差不多。

3、有源低通滤波器

除了包含无源元件外，还包含有源元件（如运算放大器）以提高滤波效果和带负载能力。有源低通滤波器可以实现更高的增益和更陡峭的滤波特性。

有源滤波器的波特图的起始位置不再是0dB，而是和有源器件的增益有关，例如以同相输入为例，则电路的增益为Aup=（1+R2/R1），那么增益的起点为20lg（Aup），而频率为f = 1/(2ΠR3C)。例如：R1=1K，R2=1K，R3=1K，C1=1uF；则增益的起点为6.02dB；频率为159Hz。

从上图可知，最开始的增益基本就是6dB，在159Hz时，增益的衰减是3dB，和理论差不多。

反相输入时：电路的增益为Aup=-（R2/R1），那么增益的起点为20lg（Aup），而频率为f = 1/(2ΠR2C)。例如：R1=3K，R2=6K，R3=2K，C1=1nF；则增益的起点为6.02dB；频率为26525Hz。

从上图可知，最开始的增益基本就是6dB，在26.53kHz时，增益的衰减是3dB，和理论差不多。

一阶有源低通滤波器一般是由无源器件R、C在起作用，运放只是跟随或者放大信号，但是它具有不少优点。由于运放的接入，运放的输入阻抗极高，使得RC滤波电路的输出端不会受到负载的影响（等同于RC电路后端不接负载的情况）；另外运放的可以起到信号放大，增强驱动能力的作用。但是由于运放的带宽有限，会使得有源滤波器的有效带宽范围只能在运放的带宽范围内，不能做到极高的频段。

以上就是低通电路的内容，下一期我将讲解高通电路的内容。