应用背景#

有用信号是高频，但上面叠了低频噪声（比如 50Hz 工频干扰），表现为信号的峰峰值来回抖动。要把低频噪声剥掉，就得用高通滤波。

先说清楚「高频/低频」指什么#

这里说的高频/低频是相对于该 RC 电路截止频率的相对概念，不是常说的「大于 20MHz 算高频、低于 2MHz 算低频」。

对 1KHz 截止频率的电路来说，100Hz 就是低频，10KHz 就是高频。永远相对于 fT 而言。

电路结构#

和低通只差一个元件位置：

1
低通：Vin ──[ R ]──┬── Vout       高通：Vin ──[ C ]──┬── Vout
2
                   │                                │
3
                  ─┴─ C                            [ R ]
4
                   │                                │
5
                  GND                              GND

低通是 R 在前、C 在后，输出取电容两端；高通是 C 在前、R 在后，输出取电阻两端。

原理是一样的：电阻上的电压 = 输入信号 − 电容上的电压。

1
输出电容 → 低通（取「电容上留住的」，高频留不住）
2
输出电阻 → 高通（取「电容上丢掉的」，高频丢不掉）

截止频率公式完全相同，都是 fT = 1 / (2πRC)，只是输出对象变了。

仿真验证#

用 159Ω + 1µF（fT ≈ 1KHz）：

1
1KHz / 1Vpp（= 截止频率） →  707mV，= 输入的 0.707 倍（和低通一致）
2
10KHz                    →  约等于输入，高频通过
3
100Hz                    →  严重衰减，低频被砍掉

注意 1KHz 那行：低通和高通在截止频率处输出幅度完全一样（都是 0.707 倍），这是必然的——两者输出的和就是输入。

叠加噪声演示#

有用信号 100KHz，叠上 50Hz / 1V 低频噪声：纯 100KHz 时峰峰值是一条直线（很漂亮）；叠上 50Hz 后峰峰值来回变化；经高通滤波后红色输出变平了，50Hz 低频噪声被衰减掉。

常见应用场景#

典型的噪声源是工频干扰（50Hz 市电干扰）。电源端隔离没做好，很容易把工频干扰叠到信号上。

示波器本身也会引入工频干扰：探头夹子没夹好、没有共地就去测信号，本来干净的信号在示波器上就变成带 50Hz 干扰的波形。这是很常见的自欺欺人——以为是电路有问题，其实是测量方法有问题。

处理顺序：

1
1. 从根源解决：该隔离的隔离好，该接地/共地的做好，从本质上把噪声去掉
2
2. 实在改不了，再在电路里加高通滤波把它滤掉

先找根源，再加滤波。加滤波是掩盖问题，不是解决问题。

如果是共模噪声，要用共模滤波——在两条输入线（例如差分输入）上各加电容、电阻，组成共模高频滤波。具体拓扑这里不展开，道理都一样。

低通 vs 高通#

记法：电容隔直通交，电容上留下的就是直流/低频，所以输出取电容的是低通。

坑#

• 「高频/低频」是相对 fT 的，不是绝对频率，别拿射频的标准套。
• 高通就是 C 在前 R 在后，和低通只差元件顺序，别记反。
• fT 处两种滤波输出都是 0.707 倍，这是必然结果，不是巧合。
• 先找噪声根源再加滤波。工频干扰多半是隔离/接地没做好，加滤波只是掩盖。
• 高通滤波会滤掉直流分量，信号里要保留直流偏置就不能用高通。