前文提到，为了抑制高频噪声的影响，4-20mA电流采样电路需要在ADC采样前增加一个RC低通滤波器。本文采用图1所示的RC低通滤波器电路，其中R2为1.6KΩ，C1为0.1μF，截止频率fc约为1kHz。
图 1 RC 低通滤波器
以下分析通过实际计算检验其噪声抑制能力，以 200Hz 带内信号和 5kHz 带外噪声信号为例，计算其幅频响应。
图 2 显示了典型电阻分压器的输出。
图 2 电阻分压器输出
RC滤波器采用等效结构，用电容器代替R2。首先，我们将R2替换为电容器的容抗(XC)，得到RC分压器的输出表达式，如图3所示：
图 3. 电阻-电容分压器输出
电容器的容抗表达式如下：
图 4. 电容器容抗的表达式
在上述设计示例中，R ≈ 1600Ω，C = 100nF。我们假设 VIN 的幅值为 1V，并使用 200Hz 的正弦波频率计算 VOUT 的幅值（图 5）：
图 5
图 5 的计算结果表明，200Hz 信号的幅度基本保持不变，这与在抑制噪声的同时保持信号幅度不变的预期相符。接下来，我们来看看滤波器是如何成功衰减 5kHz 噪声分量的（图 6）。
图 6
图 6 中的计算结果表明，噪声幅度仅为原值的 20% 左右，这表明对带外噪声的抑制效果显著。
CN
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