滤波器基础系列博客，传送门：
滤波器基础01——滤波器的种类与特性 – 徐晓康的博客 (myhardware.top)
滤波器基础02——滤波器的传递函数与性能参数 – 徐晓康的博客 (myhardware.top)
滤波器基础03——Sallen-Key滤波器、多反馈滤波器与Bainter陷波器 – 徐晓康的博客 (myhardware.top)
滤波器基础04——全通滤波器 – 徐晓康的博客 (myhardware.top)
滤波器基础05——巴特沃斯、切比雪夫与贝塞尔滤波器 – 徐晓康的博客 (myhardware.top)
滤波器基础06——滤波器设计软件 – 徐晓康的博客 (myhardware.top)
前言
全通滤波器不改变信号的幅值，仅改变信号的相位。 全通滤波器的一种用途是提供相位均衡，一般用在脉冲电路中。同时也可用在单边带、 抑制载波调制电路中。
一. 一阶全通滤波器
1.1 一阶滞后全通滤波器
电路图如下图所示：
设运放正输入的电压为，有：
对于全通滤波器，与必须相等，有：
幅频特性：
相频特性：相角 = 分子相角 – 分母相角。
又的值在 0 ~ 90° 之间，所以相角在 -180° ~ 0° 之间，为滞后。
一阶滞后全通LTspice仿真电路与Bode图如下图所示。注意通带内相位从0°向-180°变化。
注意，实际电路容值的选择一般在100pF~100nF之间，这时电容介质一般为C0G或X7R，有着比较好的温度特性。电阻值最大不要超过1MΩ，不然可能接近运放的输入电阻，使得运放的虚断特性不再成立。
1.2 一阶超前全通滤波器
电路图如下图所示：
设运放正输入的电压为，有：
同样有，则
相频特性：
又的值在 0 ~ 90° 之间，所以相角在 0 ~ 180° 之间，为超前。
一阶超前全通滤波器LTspice仿真电路图与Bode图如下图所示。注意通带内相位从180°向0°变化。
二. 二阶全通滤波器
二阶全通滤波器电路如下图所示。
设运放，有：
有：
最终的通用传递函数为：
因为是全通滤波器，有：
一般来说，两个电容会选择相同容值的即，有：
则实际电路传递函数为：
幅频特性：
因为，所以信号经过此二阶全通滤波器会被衰减，但衰减与频率无关。
相频特性：
可见相位在低频段是滞后，高频段是超前。
将相应限制条件加入电路，得最终的二阶全通滤波器电路如下图所示。
LTspice仿真电路与Bode图如下：
可见，通带幅值为-6dB，对应幅值衰减为原来的1/2。相位从0° 向 -360°变化，注意 -180° ~ -360°相当于+180° ~ 0°。
设计时，注意电容的取值，以100pF ~ 100nF为最佳；电阻取值不要超过1MΩ。
三. 仿真工程分享
滤波器基础04——全通滤波器的LTspice仿真工程。
欢迎大家关注我的公众号：徐晓康的博客，回复以下代码获取。
1365
建议复制过去不会码错字！
四. 参考
《ADI新概念模拟电路》—— 4.运放电路的频率特性和滤波器，作者杨建国
《ADI滤波器设计教程》—— ADI智库
参考资料下载见：滤波器基础02——滤波器的传递函数与性能参数 – 徐晓康的博客 (myhardware.top)
如果本文对你有所帮助，欢迎点赞、转发、收藏、评论让更多人看到，赞赏支持就更好了。
如果对文章内容有疑问，请务必清楚描述问题，留言评论或私信告知我，我看到会回复。
徐晓康的博客持续分享高质量硬件、FPGA与嵌入式知识，软件，工具等内容，欢迎大家关注。