濾波器的基礎(chǔ)知識

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯濾波器的基礎(chǔ)知識 1濾波器的功能 濾波器的功能就是允許某一部分頻率的信號順當(dāng)?shù)耐ㄟ^，而另外一部分頻率的信號則受到較大的抑制，它實質(zhì)上是一個選頻電路。濾波器中，把信號能夠通過的頻率范圍，稱為通頻帶或通帶；反之，信號受到很大衰減或完全被抑制的頻率范圍稱為阻帶；通帶和阻帶之間的分界頻率稱為截止頻率；抱負濾波器在通帶內(nèi)的電壓增益為常數(shù)，在阻帶內(nèi)的電壓增益為零；實際濾波器的通帶和阻帶之間存在肯定頻率范圍的過渡帶。 2濾波器的分類 （1）按所處理的信號分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。（2）按所通過信號的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。低通濾波器：它允許信號中的

2、低頻或直流重量通過，抑制高頻重量或干擾和噪聲。高通濾波器：它允許信號中的高頻重量通過，抑制低頻或直流重量。帶通濾波器：它允許肯定頻段的信號通過，抑制低于或高于該頻段的信號、干擾和噪聲。帶阻濾波器：它抑制肯定頻段內(nèi)的信號，允許該頻段以外的信號通過。（3）按所采納的元器件分為無源和有源濾波器兩種。無源濾波器：僅由無源元件（R、L和C）組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。這類濾波器的優(yōu)點是：電路比較簡潔，不需要直流電源供電，牢靠性高；缺點是：通帶內(nèi)的信號有能量損耗，負載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時簡單引起電磁感應(yīng)，當(dāng)電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大，在低頻

3、域不適用。有源濾波器：由無源元件（一般用R和C）和有源器件（如集成運算放大器）組成。這類濾波器的優(yōu)點是：通帶內(nèi)的信號不僅沒有能量損耗，而且還可以放大，負載效應(yīng)不明顯，多級相聯(lián)時相互影響很小，利用級聯(lián)的簡潔方法很簡單構(gòu)成高階濾波器，并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽（由于不使用電感元件）；缺點是：通帶范圍受有源器件（如集成運算放大器）的帶寬限制，需要直流電源供電，牢靠性不如無源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場合不適用。 3. 濾波器的主要參數(shù) （1）通帶增益：濾波器通帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù)。（2）特征角頻率和特征頻率：它只與濾波用的電阻和電容元件的參數(shù)有關(guān)，通常。對于帶通（帶阻）濾波器，稱為

4、帶通（帶阻）濾波器的中心角頻率或中心頻率，是通帶（阻帶）內(nèi)電壓增益最大（最?。c的頻率。（3）截止角頻率和截止頻率：它是電壓增益下降到（即）時所對應(yīng)的角頻率。必需留意不肯定等于。帶通和帶阻濾波器有兩個，即和。（4）通帶（阻帶）寬度：它是帶通（帶阻）濾波器的兩個之差值，即。（5）等效品質(zhì)因數(shù)：對低通和高通濾波器而言，值等于時濾波器電路電壓增益的模與通帶增益之比，即；對帶通（帶阻）濾波器而言，值等于中心角頻率與通帶（阻帶）寬度之比，即。 4. 有源濾波器的階數(shù) 有源濾波器傳遞函數(shù)分母中“”的最高“方次”稱為濾波器的“階數(shù)”。階數(shù)越高，濾波器幅頻特性的過渡帶越陡，越接近抱負特性。一般狀況下，一階濾波器過渡帶按每十倍頻20dB速率衰減；二階濾波器每十倍頻40dB速率衰減。高階濾波器可由低階濾波器串接組成。 5. 低通和高通濾波器之間的對偶關(guān)系 （1）幅頻特性的對偶關(guān)系當(dāng)?shù)屯V波器和高通濾波器的通帶增益、截止頻率或分別相等時，兩者的幅頻特性曲線相對于垂直線對稱。（2）傳遞函數(shù)的對偶關(guān)系將低通濾波器傳遞函數(shù)中的換成，則變成對應(yīng)的高通濾波器的傳遞函數(shù)。（3）電路結(jié)構(gòu)上的對偶