 |
善于提問(wèn)，勤于回答，你也是專家
|
 |
問(wèn)題已開(kāi)啟
(普通問(wèn)題)
濾波器應(yīng)用
提問(wèn)者:
• 您好！我是公眾號(hào)：濾波器的小編，想轉(zhuǎn)載你們的原創(chuàng)文章《解決通信行業(yè)低價(jià)中標(biāo)的辦法有么？有，且只有一個(gè)》，特此申請(qǐng)，請(qǐng)批準(zhǔn)一下，謝謝 2017-10-22
• 濾波器isolation如何計(jì)算 2017-03-02
• 求估計(jì)一個(gè)低通濾波器的截止頻率 2015-12-12
• LC，晶體濾波器，DSP 這三種用于設(shè)計(jì)濾波器的技術(shù)各有啥優(yōu)劣 2015-12-10
• 關(guān)于環(huán)路濾波器的參數(shù) 2014-12-03
• 求助LTE多載波濾波器安裝位置 2014-06-05
• 880-915的上行濾波器有什么用 2013-09-24
• 濾波器設(shè)置過(guò)大？ 2012-11-25
• 濾波器isolation如何計(jì)算 2017-03-02
• 求估計(jì)一個(gè)低通濾波器的截止頻率 2015-12-12
• LC，晶體濾波器，DSP 這三種用于設(shè)計(jì)濾波器的技術(shù)各有啥優(yōu)劣 2015-12-10
• 關(guān)于環(huán)路濾波器的參數(shù) 2014-12-03
• 求助LTE多載波濾波器安裝位置 2014-06-05
• 880-915的上行濾波器有什么用 2013-09-24
• 濾波器設(shè)置過(guò)大？ 2012-11-25
問(wèn)題答案
( 3 )
濾波器（filter）是一種用來(lái)消除干擾雜訊的器件，將輸入或輸出經(jīng)過(guò)過(guò)濾而得到純凈的直流電。
對(duì)特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除的電路，就是濾波器。
其功能就是得到一個(gè)特定頻率或消除一個(gè)特定頻率，
濾波器是一種對(duì)信號(hào)有處理作用的器件或電路。
主要作用是：讓有用信號(hào)盡可能無(wú)衰減的通過(guò)，對(duì)無(wú)用信號(hào)盡可能大的衰減。
濾波器一般有兩個(gè)端口，一個(gè)輸入信號(hào)、一個(gè)輸出信號(hào)
利用這個(gè)特性可以將通過(guò)濾波器的一個(gè)方波群或復(fù)合噪波，而得到一個(gè)特定頻率的正弦波。
濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路，可使混合的交直流電流分開(kāi)。電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動(dòng)直流中的漣波，而獲得比較純凈的直流輸出。最基本的濾波器，是由一個(gè)電容器和一個(gè)電感器構(gòu)成，稱為L(zhǎng)型濾波。所有各型的濾波器，都是集合L型單節(jié)濾波器而成�；締喂�(jié)式濾波器由一個(gè)串聯(lián)臂及一個(gè)并聯(lián)臂所組成，串聯(lián)臂為電感器，并聯(lián)臂為電容器，如圖3－67所示。在電源及聲頻電路中之濾波器，最通用者為L(zhǎng)型及π型兩種。就L型單節(jié)濾波器而言，其電感抗XL與電容抗XC，對(duì)任一頻率為一常數(shù)，其關(guān)系為
XL·XC=K2
故L型濾波器又稱為K常數(shù)濾波器。倘若一濾波器的構(gòu)成部分，較K常數(shù)型具有較尖銳的截止頻率（即對(duì)頻率范圍選擇性強(qiáng)），而同時(shí)對(duì)此截止頻率以外的其他頻率只有較小的衰減率者，稱為m常數(shù)濾波器。所謂截止頻率，亦即與濾波器有尖銳諧振的頻率。通帶與帶阻濾波器都是m常數(shù)濾波器，m為截止頻率與被衰減的其他頻率之衰減比的函數(shù)。每一m常數(shù)濾波器的阻抗與K常數(shù)濾波器之間的關(guān)系，均由m常數(shù)決定，此常數(shù)介于0～1之間。當(dāng)m接近零值時(shí)，截止頻率的尖銳度增高，但對(duì)于截止頻的倍頻之衰減率將隨著而減小。最合于實(shí)用的m值為0.6。至于那一頻率需被截止，可調(diào)節(jié)共振臂以決定之。m常數(shù)濾波器對(duì)截止頻率的衰減度，決定于共振臂的有效Q值之大小。若達(dá)K常數(shù)及m常數(shù)濾波器組成級(jí)聯(lián)電路，可獲得尖銳的濾波作用及良好的頻率衰減。
[編輯本段]濾波器類型
巴特沃斯響應(yīng)（最平坦響應(yīng)）
巴特沃斯響應(yīng)能夠最大化濾波器的通帶平坦度。該響應(yīng)非常平坦，非常接近DC信號(hào)，然后慢慢衰減至截止頻率點(diǎn)為-3dB，最終逼近-20ndB/decade的衰減率，其中n為濾波器的階數(shù)。巴特沃斯濾波器特別適用于低頻應(yīng)用，其對(duì)于維護(hù)增益的平坦性來(lái)說(shuō)非常重要。
貝塞爾響應(yīng)
除了會(huì)改變依賴于頻率的輸入信號(hào)的幅度外，濾波器還會(huì)為其引入了一個(gè)延遲。延遲使得基于頻率的相移產(chǎn)生非正弦信號(hào)失真。就像巴特沃斯響應(yīng)利用通帶最大化了幅度的平坦度一樣，貝塞爾響應(yīng)最小化了通帶的相位非線性。
切貝雪夫響應(yīng)
在一些應(yīng)用當(dāng)中，最為重要的因素是濾波器截?cái)嗖槐匾盘?hào)的速度。如果你可以接受通帶具有一些紋波，就可以得到比巴特沃斯濾波器更快速的衰減。附錄A包含了設(shè)計(jì)多達(dá)8階的具巴特沃斯、貝塞爾和切貝雪夫響應(yīng)濾波器所需參數(shù)的表格。其中兩個(gè)表格用于切貝雪夫響應(yīng)∶一個(gè)用于0.1dB最大通帶紋波；另一個(gè)用于1dB最大通帶紋波。
[編輯本段]濾波器的階數(shù)
濾波器的階數(shù)是指在濾波器的傳遞函數(shù)中有幾個(gè)極點(diǎn).階數(shù)同時(shí)也決定了轉(zhuǎn)折區(qū)的下降速度，一般每增加一階(一個(gè)極點(diǎn))，就會(huì)增加一20dBDec(一20dB每十倍頻程)。
[編輯本段]濾波器設(shè)計(jì)
濾波器特性可以用其頻率響應(yīng)來(lái)描述，按其特性的不同，可以分為低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器和帶阻濾波器等。
用來(lái)說(shuō)明濾波器性能的技術(shù)指標(biāo)主要有：
中心頻率f0，即工作頻帶的中心
帶寬BW
通帶衰減，即通帶內(nèi)的最大衰減
阻帶衰減
對(duì)于實(shí)際濾波器而言，考慮到實(shí)際的組成元件的品質(zhì)因數(shù)的取值是一有限值（因?yàn)槭芟抻诓牧吓c工藝的水平），所以所有工程上的實(shí)用濾波器都是有損濾波器，因此對(duì)于這些濾波器還應(yīng)考慮通帶內(nèi)的最小插入衰減。
現(xiàn)代濾波器設(shè)計(jì)，多是采用濾波器變換的方法加以實(shí)現(xiàn)。主要是通過(guò)對(duì)低通原型濾波器進(jìn)行頻率變換與阻抗變換，來(lái)得到新的目標(biāo)濾波器。
[編輯本段]濾波器選取
集總低通原型濾波器是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)綜合法設(shè)計(jì)濾波器的基礎(chǔ)，各種低通、高通、帶通、帶阻濾波器大都是根據(jù)此特性推導(dǎo)出來(lái)的。正因如此，才使得濾波器的設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化，精度得以提高。
理想的低通濾波器應(yīng)該能使所有低于截止頻率的信號(hào)無(wú)損通過(guò)，而所有高于截止頻率的信號(hào)都應(yīng)該被無(wú)限的衰減，從而在幅頻特性曲線上呈現(xiàn)矩形，故而也稱為矩形濾波器（brick-wallfilter）。遺憾的是，如此理想的特性是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，所有的設(shè)計(jì)只不過(guò)是力圖逼近矩形濾波器的特性而已。根據(jù)所選的逼近函數(shù)的不同，可以得到不同的響應(yīng)。雖然逼近函數(shù)函數(shù)多種多樣，但是考慮到實(shí)際電路的使用需求，我們通常會(huì)選用“巴特沃斯響應(yīng)”或“切比雪夫響應(yīng)”。
“巴特沃斯響應(yīng)”帶通濾波器具有平坦的響應(yīng)特性，而“切比雪夫響應(yīng)”帶通濾波器卻具有更陡的衰減特性。所以具體選用何種特性，需要根據(jù)電路或系統(tǒng)的具體要求而定。但是，“切比雪夫響應(yīng)”濾波器對(duì)于元件的變化最不敏感，而且兼具良好的選擇性與很好的駐波特性（位于通帶的中部），所以在一般的應(yīng)用中，推薦使用“切比雪夫響應(yīng)”濾波器。
[編輯本段]濾波器的分類
1、按所處理的信號(hào)
按所處理的信號(hào)分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。
2、按所通過(guò)信號(hào)的頻段
按所通過(guò)信號(hào)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(hào)中的低頻或直流分量通過(guò)，抑制高頻分量或干擾和噪聲。
高通濾波器：它允許信號(hào)中的高頻分量通過(guò)，抑制低頻或直流分量。
帶通濾波器：它允許一定頻段的信號(hào)通過(guò)，抑制低于或高于該頻段的信號(hào)、干擾和噪聲。
帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號(hào)，允許該頻段以外的信號(hào)通過(guò)。
3、按所采用的元器件
按所采用的元器件分為無(wú)源和有源濾波器兩種。
3.1、無(wú)源濾波器： 僅由無(wú)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(diǎn)是：電路比較簡(jiǎn)單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)有能量損耗，負(fù)載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng)，當(dāng)電感L較大時(shí)濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。
3.2、有源濾波器：由無(wú)源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成運(yùn)算放大器）組成。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)不僅沒(méi)有能量損耗，而且還可以放大，負(fù)載效應(yīng)不明顯，多級(jí)相聯(lián)時(shí)相互影響很小，利用級(jí)聯(lián)的簡(jiǎn)單方法很容易構(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(diǎn)是：通帶范圍受有源器件(如集成運(yùn)算放大器）的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無(wú)源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場(chǎng)合不適用。
4、根據(jù)濾波器的安放位置
根據(jù)濾波器的安放位置不同，一般分為板上濾波器和面板濾波器。
4.1、板上濾波器安裝在線路板上，如PLB、JLB系列濾波器。這種濾波器的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是：
4.1.1、濾波器的輸入與輸出之間沒(méi)有隔離，容易發(fā)生耦合；
4.1.2、濾波器的接地阻抗不是很低，削弱了高頻旁路效果；
4.1.3、濾波器與機(jī)箱之間的一段連線會(huì)產(chǎn)生兩種不良作用： 一個(gè)是機(jī)箱內(nèi)部空間的電磁干擾會(huì)直接感應(yīng)到這段線上，沿著電纜傳出機(jī)箱，借助電纜輻射，使濾波器失效；另一個(gè)是外界干擾在被板上濾波器濾波之前，借助這段線產(chǎn)生輻射，或直接與線路板上的電路發(fā)生耦合，造成敏感度問(wèn)題；
4.2、濾波陣列板、濾波連接器等面板濾波器一般都直接安裝在屏蔽機(jī)箱的金屬面板上。由于直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入與輸出之間完全隔離，接地良好，電纜上的干擾在機(jī)箱端口上被濾除，因此濾波效果相當(dāng)理想。缺點(diǎn)是必須在設(shè)計(jì)初期考慮安裝所需的配合結(jié)構(gòu)。
[編輯本段]數(shù)字濾波器
與模擬濾波器相對(duì)應(yīng)，在離散系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用數(shù)字濾波器。它的作用是利用離散時(shí)間系統(tǒng)的特性對(duì)輸入信號(hào)波形或頻率進(jìn)行加工處理�；蛘哒f(shuō)，把輸入信號(hào)變成一定的輸出信號(hào)，從而達(dá)到改變信號(hào)頻譜的目的。數(shù)字濾波器一般可以用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種方法是用數(shù)字硬件裝配成一臺(tái)專門(mén)的設(shè)備，這種設(shè)備稱為數(shù)字信號(hào)處理機(jī)；另一種方法就是直接利用通用計(jì)算機(jī)，將所需要的運(yùn)算編成程序讓通用計(jì)算機(jī)來(lái)完成，即利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[編輯本段]模擬濾波器
模擬濾波器在測(cè)試系統(tǒng)或?qū)Ｓ脙x器儀表中是一種常用的變換裝置。例如：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻裝置；低通濾波器用作數(shù)字信號(hào)分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波；高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測(cè)儀中剔除低頻干擾噪聲；帶阻濾波器用作電渦流測(cè)振儀中的陷波器，等等。
用于頻譜分析裝置中的帶通濾波器，可根據(jù)中心頻率與帶寬之問(wèn)的數(shù)值關(guān)系，分為兩種：
一種是帶寬B不隨中心頻率人而變化，稱為恒帶寬帶通濾波器，其中心頻率處在任何頻段上時(shí)，帶寬都相同；
另一種是帶寬B與中心頻率人的比值是不變的，稱為恒帶寬比帶通濾波器，其中心頻率越高，帶寬也越寬。
聲表面波濾波器
聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，這個(gè)波被稱為彈性聲表面波。聲表面波的傳播速度比電磁波的速度約小10萬(wàn)倍。聲表面波濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性而制成的一種濾波專用器件，廣泛應(yīng)用于電視機(jī)及錄像機(jī)中頻電路中，以取代LC中頻濾波器，使圖像、聲音的質(zhì)量大大提高。
SAW 聲表濾波器、聲表諧振器，是在壓電基片材料表面產(chǎn)生并傳播、且其振幅隨深入基片本材料的深度增加而迅速減少的的彈性波。聲表面波(SAW)是傳播于壓電晶體表面的機(jī)械波，其聲速僅為電磁波速的十萬(wàn)分之一，傳播衰耗很小。
SAW 聲表器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術(shù)制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的壓電效應(yīng)，通過(guò)輸入叉指換能器(IDT)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)，并局限在基片表面?zhèn)鞑�，輸出IDT將聲信號(hào)恢復(fù)成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電-聲-電的變換過(guò)程，完成電信號(hào)處理過(guò)程，獲得各種用途的電子器件。采用了先進(jìn)微電子加工技術(shù)制造的聲表面波器件，具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)。
介質(zhì)濾波器
介質(zhì)濾波器利用介質(zhì)陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率等特點(diǎn)設(shè)計(jì)制作的，由數(shù)個(gè)長(zhǎng)型諧振器縱向多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)的梯形線路構(gòu)成。其特點(diǎn)是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，便攜電話、汽車(chē)電話、無(wú)線耳機(jī)、無(wú)線麥克風(fēng)、無(wú)線電臺(tái)、無(wú)繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級(jí)向耦合濾波。
[編輯本段]濾波器安裝注意事項(xiàng)
板上濾波器雖然對(duì)高頻的濾波效果不理想，但是如果應(yīng)用得當(dāng)，可以滿足大部分民用產(chǎn)品電磁兼容的要求。在使用時(shí)要注意以下事項(xiàng)：
1、“干凈地”
如果決定使用板上濾波器，在布線時(shí)就要注意在電纜端口處留出一塊“干凈地”，濾波器和連接器都安裝在“干凈地”上。通過(guò)前面的討論，可知信號(hào)地線上的干擾是十分嚴(yán)重的。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線上，會(huì)造成嚴(yán)重的共模輻射問(wèn)題。為了取得較好的濾波效果，必須準(zhǔn)備一塊干凈地。并與信號(hào)地只能在一點(diǎn)連接起來(lái)，這個(gè)流通點(diǎn)稱為“橋”，所有信號(hào)線都從橋上通過(guò)，以減小信號(hào)環(huán)路面積。
2、濾波器要并排設(shè)置
同一組電纜內(nèi)的所有導(dǎo)線的未濾波部分在—起，已濾波部分在一起。否則，一根導(dǎo)線的耒濾波部分會(huì)將另一根導(dǎo)線的已濾波部分重新污染9使電纜整體濾波失效。
3、濾波器要盡量靠近電纜的端口
波器與面板之間的導(dǎo)線的距離應(yīng)盡量短。必要時(shí)，使用金屬板遮擋一下，隔離近場(chǎng)干擾。
4、濾波器與機(jī)箱的搭接
安裝濾波器的干諍地要與金屬機(jī)箱可靠地搭接起來(lái)，如果機(jī)箱不是金屬的，就在線路板下方設(shè)置一塊較大的金屬板來(lái)作為濾波地。干凈地與金屬機(jī)箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。如有必要，可以使用電磁密封襯墊搭接，增加搭接面積，減小射頻阻抗。
5、濾波器接地線要短
考慮到引腳的電感效應(yīng)，其重要性前面已討淪，濾波器的局部布線和設(shè)計(jì)線路板與機(jī)箱（金屬板）的連接結(jié)構(gòu)時(shí)要特別注意。
6、濾波線與未濾波線分組
在端口濾波的電纜和不濾波的電纜應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，防止發(fā)生上述的耦合問(wèn)題。
對(duì)特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除的電路，就是濾波器。
其功能就是得到一個(gè)特定頻率或消除一個(gè)特定頻率，
濾波器是一種對(duì)信號(hào)有處理作用的器件或電路。
主要作用是：讓有用信號(hào)盡可能無(wú)衰減的通過(guò)，對(duì)無(wú)用信號(hào)盡可能大的衰減。
濾波器一般有兩個(gè)端口，一個(gè)輸入信號(hào)、一個(gè)輸出信號(hào)
利用這個(gè)特性可以將通過(guò)濾波器的一個(gè)方波群或復(fù)合噪波，而得到一個(gè)特定頻率的正弦波。
濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路，可使混合的交直流電流分開(kāi)。電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動(dòng)直流中的漣波，而獲得比較純凈的直流輸出。最基本的濾波器，是由一個(gè)電容器和一個(gè)電感器構(gòu)成，稱為L(zhǎng)型濾波。所有各型的濾波器，都是集合L型單節(jié)濾波器而成�；締喂�(jié)式濾波器由一個(gè)串聯(lián)臂及一個(gè)并聯(lián)臂所組成，串聯(lián)臂為電感器，并聯(lián)臂為電容器，如圖3－67所示。在電源及聲頻電路中之濾波器，最通用者為L(zhǎng)型及π型兩種。就L型單節(jié)濾波器而言，其電感抗XL與電容抗XC，對(duì)任一頻率為一常數(shù)，其關(guān)系為
XL·XC=K2
故L型濾波器又稱為K常數(shù)濾波器。倘若一濾波器的構(gòu)成部分，較K常數(shù)型具有較尖銳的截止頻率（即對(duì)頻率范圍選擇性強(qiáng)），而同時(shí)對(duì)此截止頻率以外的其他頻率只有較小的衰減率者，稱為m常數(shù)濾波器。所謂截止頻率，亦即與濾波器有尖銳諧振的頻率。通帶與帶阻濾波器都是m常數(shù)濾波器，m為截止頻率與被衰減的其他頻率之衰減比的函數(shù)。每一m常數(shù)濾波器的阻抗與K常數(shù)濾波器之間的關(guān)系，均由m常數(shù)決定，此常數(shù)介于0～1之間。當(dāng)m接近零值時(shí)，截止頻率的尖銳度增高，但對(duì)于截止頻的倍頻之衰減率將隨著而減小。最合于實(shí)用的m值為0.6。至于那一頻率需被截止，可調(diào)節(jié)共振臂以決定之。m常數(shù)濾波器對(duì)截止頻率的衰減度，決定于共振臂的有效Q值之大小。若達(dá)K常數(shù)及m常數(shù)濾波器組成級(jí)聯(lián)電路，可獲得尖銳的濾波作用及良好的頻率衰減。
[編輯本段]濾波器類型
巴特沃斯響應(yīng)（最平坦響應(yīng)）
巴特沃斯響應(yīng)能夠最大化濾波器的通帶平坦度。該響應(yīng)非常平坦，非常接近DC信號(hào)，然后慢慢衰減至截止頻率點(diǎn)為-3dB，最終逼近-20ndB/decade的衰減率，其中n為濾波器的階數(shù)。巴特沃斯濾波器特別適用于低頻應(yīng)用，其對(duì)于維護(hù)增益的平坦性來(lái)說(shuō)非常重要。
貝塞爾響應(yīng)
除了會(huì)改變依賴于頻率的輸入信號(hào)的幅度外，濾波器還會(huì)為其引入了一個(gè)延遲。延遲使得基于頻率的相移產(chǎn)生非正弦信號(hào)失真。就像巴特沃斯響應(yīng)利用通帶最大化了幅度的平坦度一樣，貝塞爾響應(yīng)最小化了通帶的相位非線性。
切貝雪夫響應(yīng)
在一些應(yīng)用當(dāng)中，最為重要的因素是濾波器截?cái)嗖槐匾盘?hào)的速度。如果你可以接受通帶具有一些紋波，就可以得到比巴特沃斯濾波器更快速的衰減。附錄A包含了設(shè)計(jì)多達(dá)8階的具巴特沃斯、貝塞爾和切貝雪夫響應(yīng)濾波器所需參數(shù)的表格。其中兩個(gè)表格用于切貝雪夫響應(yīng)∶一個(gè)用于0.1dB最大通帶紋波；另一個(gè)用于1dB最大通帶紋波。
[編輯本段]濾波器的階數(shù)
濾波器的階數(shù)是指在濾波器的傳遞函數(shù)中有幾個(gè)極點(diǎn).階數(shù)同時(shí)也決定了轉(zhuǎn)折區(qū)的下降速度，一般每增加一階(一個(gè)極點(diǎn))，就會(huì)增加一20dBDec(一20dB每十倍頻程)。
[編輯本段]濾波器設(shè)計(jì)
濾波器特性可以用其頻率響應(yīng)來(lái)描述，按其特性的不同，可以分為低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器和帶阻濾波器等。
用來(lái)說(shuō)明濾波器性能的技術(shù)指標(biāo)主要有：
中心頻率f0，即工作頻帶的中心
帶寬BW
通帶衰減，即通帶內(nèi)的最大衰減
阻帶衰減
對(duì)于實(shí)際濾波器而言，考慮到實(shí)際的組成元件的品質(zhì)因數(shù)的取值是一有限值（因?yàn)槭芟抻诓牧吓c工藝的水平），所以所有工程上的實(shí)用濾波器都是有損濾波器，因此對(duì)于這些濾波器還應(yīng)考慮通帶內(nèi)的最小插入衰減。
現(xiàn)代濾波器設(shè)計(jì)，多是采用濾波器變換的方法加以實(shí)現(xiàn)。主要是通過(guò)對(duì)低通原型濾波器進(jìn)行頻率變換與阻抗變換，來(lái)得到新的目標(biāo)濾波器。
[編輯本段]濾波器選取
集總低通原型濾波器是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)綜合法設(shè)計(jì)濾波器的基礎(chǔ)，各種低通、高通、帶通、帶阻濾波器大都是根據(jù)此特性推導(dǎo)出來(lái)的。正因如此，才使得濾波器的設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化，精度得以提高。
理想的低通濾波器應(yīng)該能使所有低于截止頻率的信號(hào)無(wú)損通過(guò)，而所有高于截止頻率的信號(hào)都應(yīng)該被無(wú)限的衰減，從而在幅頻特性曲線上呈現(xiàn)矩形，故而也稱為矩形濾波器（brick-wallfilter）。遺憾的是，如此理想的特性是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，所有的設(shè)計(jì)只不過(guò)是力圖逼近矩形濾波器的特性而已。根據(jù)所選的逼近函數(shù)的不同，可以得到不同的響應(yīng)。雖然逼近函數(shù)函數(shù)多種多樣，但是考慮到實(shí)際電路的使用需求，我們通常會(huì)選用“巴特沃斯響應(yīng)”或“切比雪夫響應(yīng)”。
“巴特沃斯響應(yīng)”帶通濾波器具有平坦的響應(yīng)特性，而“切比雪夫響應(yīng)”帶通濾波器卻具有更陡的衰減特性。所以具體選用何種特性，需要根據(jù)電路或系統(tǒng)的具體要求而定。但是，“切比雪夫響應(yīng)”濾波器對(duì)于元件的變化最不敏感，而且兼具良好的選擇性與很好的駐波特性（位于通帶的中部），所以在一般的應(yīng)用中，推薦使用“切比雪夫響應(yīng)”濾波器。
[編輯本段]濾波器的分類
1、按所處理的信號(hào)
按所處理的信號(hào)分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。
2、按所通過(guò)信號(hào)的頻段
按所通過(guò)信號(hào)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(hào)中的低頻或直流分量通過(guò)，抑制高頻分量或干擾和噪聲。
高通濾波器：它允許信號(hào)中的高頻分量通過(guò)，抑制低頻或直流分量。
帶通濾波器：它允許一定頻段的信號(hào)通過(guò)，抑制低于或高于該頻段的信號(hào)、干擾和噪聲。
帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號(hào)，允許該頻段以外的信號(hào)通過(guò)。
3、按所采用的元器件
按所采用的元器件分為無(wú)源和有源濾波器兩種。
3.1、無(wú)源濾波器： 僅由無(wú)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(diǎn)是：電路比較簡(jiǎn)單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)有能量損耗，負(fù)載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng)，當(dāng)電感L較大時(shí)濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。
3.2、有源濾波器：由無(wú)源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成運(yùn)算放大器）組成。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)不僅沒(méi)有能量損耗，而且還可以放大，負(fù)載效應(yīng)不明顯，多級(jí)相聯(lián)時(shí)相互影響很小，利用級(jí)聯(lián)的簡(jiǎn)單方法很容易構(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(diǎn)是：通帶范圍受有源器件(如集成運(yùn)算放大器）的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無(wú)源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場(chǎng)合不適用。
4、根據(jù)濾波器的安放位置
根據(jù)濾波器的安放位置不同，一般分為板上濾波器和面板濾波器。
4.1、板上濾波器安裝在線路板上，如PLB、JLB系列濾波器。這種濾波器的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是：
4.1.1、濾波器的輸入與輸出之間沒(méi)有隔離，容易發(fā)生耦合；
4.1.2、濾波器的接地阻抗不是很低，削弱了高頻旁路效果；
4.1.3、濾波器與機(jī)箱之間的一段連線會(huì)產(chǎn)生兩種不良作用： 一個(gè)是機(jī)箱內(nèi)部空間的電磁干擾會(huì)直接感應(yīng)到這段線上，沿著電纜傳出機(jī)箱，借助電纜輻射，使濾波器失效；另一個(gè)是外界干擾在被板上濾波器濾波之前，借助這段線產(chǎn)生輻射，或直接與線路板上的電路發(fā)生耦合，造成敏感度問(wèn)題；
4.2、濾波陣列板、濾波連接器等面板濾波器一般都直接安裝在屏蔽機(jī)箱的金屬面板上。由于直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入與輸出之間完全隔離，接地良好，電纜上的干擾在機(jī)箱端口上被濾除，因此濾波效果相當(dāng)理想。缺點(diǎn)是必須在設(shè)計(jì)初期考慮安裝所需的配合結(jié)構(gòu)。
[編輯本段]數(shù)字濾波器
與模擬濾波器相對(duì)應(yīng)，在離散系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用數(shù)字濾波器。它的作用是利用離散時(shí)間系統(tǒng)的特性對(duì)輸入信號(hào)波形或頻率進(jìn)行加工處理�；蛘哒f(shuō)，把輸入信號(hào)變成一定的輸出信號(hào)，從而達(dá)到改變信號(hào)頻譜的目的。數(shù)字濾波器一般可以用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種方法是用數(shù)字硬件裝配成一臺(tái)專門(mén)的設(shè)備，這種設(shè)備稱為數(shù)字信號(hào)處理機(jī)；另一種方法就是直接利用通用計(jì)算機(jī)，將所需要的運(yùn)算編成程序讓通用計(jì)算機(jī)來(lái)完成，即利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[編輯本段]模擬濾波器
模擬濾波器在測(cè)試系統(tǒng)或?qū)Ｓ脙x器儀表中是一種常用的變換裝置。例如：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻裝置；低通濾波器用作數(shù)字信號(hào)分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波；高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測(cè)儀中剔除低頻干擾噪聲；帶阻濾波器用作電渦流測(cè)振儀中的陷波器，等等。
用于頻譜分析裝置中的帶通濾波器，可根據(jù)中心頻率與帶寬之問(wèn)的數(shù)值關(guān)系，分為兩種：
一種是帶寬B不隨中心頻率人而變化，稱為恒帶寬帶通濾波器，其中心頻率處在任何頻段上時(shí)，帶寬都相同；
另一種是帶寬B與中心頻率人的比值是不變的，稱為恒帶寬比帶通濾波器，其中心頻率越高，帶寬也越寬。
聲表面波濾波器
聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，這個(gè)波被稱為彈性聲表面波。聲表面波的傳播速度比電磁波的速度約小10萬(wàn)倍。聲表面波濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性而制成的一種濾波專用器件，廣泛應(yīng)用于電視機(jī)及錄像機(jī)中頻電路中，以取代LC中頻濾波器，使圖像、聲音的質(zhì)量大大提高。
SAW 聲表濾波器、聲表諧振器，是在壓電基片材料表面產(chǎn)生并傳播、且其振幅隨深入基片本材料的深度增加而迅速減少的的彈性波。聲表面波(SAW)是傳播于壓電晶體表面的機(jī)械波，其聲速僅為電磁波速的十萬(wàn)分之一，傳播衰耗很小。
SAW 聲表器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術(shù)制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的壓電效應(yīng)，通過(guò)輸入叉指換能器(IDT)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)，并局限在基片表面?zhèn)鞑�，輸出IDT將聲信號(hào)恢復(fù)成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電-聲-電的變換過(guò)程，完成電信號(hào)處理過(guò)程，獲得各種用途的電子器件。采用了先進(jìn)微電子加工技術(shù)制造的聲表面波器件，具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)。
介質(zhì)濾波器
介質(zhì)濾波器利用介質(zhì)陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率等特點(diǎn)設(shè)計(jì)制作的，由數(shù)個(gè)長(zhǎng)型諧振器縱向多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)的梯形線路構(gòu)成。其特點(diǎn)是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，便攜電話、汽車(chē)電話、無(wú)線耳機(jī)、無(wú)線麥克風(fēng)、無(wú)線電臺(tái)、無(wú)繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級(jí)向耦合濾波。
[編輯本段]濾波器安裝注意事項(xiàng)
板上濾波器雖然對(duì)高頻的濾波效果不理想，但是如果應(yīng)用得當(dāng)，可以滿足大部分民用產(chǎn)品電磁兼容的要求。在使用時(shí)要注意以下事項(xiàng)：
1、“干凈地”
如果決定使用板上濾波器，在布線時(shí)就要注意在電纜端口處留出一塊“干凈地”，濾波器和連接器都安裝在“干凈地”上。通過(guò)前面的討論，可知信號(hào)地線上的干擾是十分嚴(yán)重的。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線上，會(huì)造成嚴(yán)重的共模輻射問(wèn)題。為了取得較好的濾波效果，必須準(zhǔn)備一塊干凈地。并與信號(hào)地只能在一點(diǎn)連接起來(lái)，這個(gè)流通點(diǎn)稱為“橋”，所有信號(hào)線都從橋上通過(guò)，以減小信號(hào)環(huán)路面積。
2、濾波器要并排設(shè)置
同一組電纜內(nèi)的所有導(dǎo)線的未濾波部分在—起，已濾波部分在一起。否則，一根導(dǎo)線的耒濾波部分會(huì)將另一根導(dǎo)線的已濾波部分重新污染9使電纜整體濾波失效。
3、濾波器要盡量靠近電纜的端口
波器與面板之間的導(dǎo)線的距離應(yīng)盡量短。必要時(shí)，使用金屬板遮擋一下，隔離近場(chǎng)干擾。
4、濾波器與機(jī)箱的搭接
安裝濾波器的干諍地要與金屬機(jī)箱可靠地搭接起來(lái)，如果機(jī)箱不是金屬的，就在線路板下方設(shè)置一塊較大的金屬板來(lái)作為濾波地。干凈地與金屬機(jī)箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。如有必要，可以使用電磁密封襯墊搭接，增加搭接面積，減小射頻阻抗。
5、濾波器接地線要短
考慮到引腳的電感效應(yīng)，其重要性前面已討淪，濾波器的局部布線和設(shè)計(jì)線路板與機(jī)箱（金屬板）的連接結(jié)構(gòu)時(shí)要特別注意。
6、濾波線與未濾波線分組
在端口濾波的電纜和不濾波的電纜應(yīng)盡量遠(yuǎn)離，防止發(fā)生上述的耦合問(wèn)題。
回答者：
OscarDon
回答時(shí)間：2010-04-15 11:18
1
0
一、濾波器的定義
凡是有能力進(jìn)行信號(hào)處理的裝置都可以稱為濾波器。在近代電信裝備和各類控制系統(tǒng)中，濾波器應(yīng)用極為廣泛；在所有的電子部件中，使用最多，技術(shù)最復(fù)雜要算濾波器了。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對(duì)濾波器的研究和生產(chǎn)歷來(lái)為各國(guó)所重視。
二、濾波器分類
a.按處理信號(hào)類型分類.
濾波器可分為模擬濾波器和離散濾波器兩大類。其中模擬濾波器又可分為有源、無(wú)源、異類三個(gè)分類；離散濾波器又可分為數(shù)字、取樣模擬、混合三個(gè)分類。當(dāng)然，每個(gè)分類又可繼續(xù)分下去，總之，它們的分類可以形成一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
b.按選擇物理量分類
濾波器可分為頻率選擇、幅度選擇、時(shí)間選擇（例如PCM制中的話路信號(hào)）和信息選擇（例如匹配濾波器）等四類濾波器。
c.按頻率通帶范圍分類
濾波器可分為低通、高通、帶通、帶阻、全通五個(gè)類別，而梳形濾波器屬于帶通和帶阻濾波器，因?yàn)樗?a title="交流電完成一次完整的變化所需要的時(shí)間叫做周期">周期性的通帶和阻帶。
電視機(jī)和一些電子產(chǎn)品中常用的濾波器有陶瓷濾波器、聲表面濾波器、陶瓷陷波器和陶瓷鑒頻器等
二、濾波器分類
a.按處理信號(hào)類型分類.
濾波器可分為模擬濾波器和離散濾波器兩大類。其中模擬濾波器又可分為有源、無(wú)源、異類三個(gè)分類；離散濾波器又可分為數(shù)字、取樣模擬、混合三個(gè)分類。當(dāng)然，每個(gè)分類又可繼續(xù)分下去，總之，它們的分類可以形成一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
b.按選擇物理量分類
濾波器可分為頻率選擇、幅度選擇、時(shí)間選擇（例如PCM制中的話路信號(hào)）和信息選擇（例如匹配濾波器）等四類濾波器。
c.按頻率通帶范圍分類
濾波器可分為低通、高通、帶通、帶阻、全通五個(gè)類別，而梳形濾波器屬于帶通和帶阻濾波器，因?yàn)樗?a title="交流電完成一次完整的變化所需要的時(shí)間叫做周期">周期性的通帶和阻帶。
電視機(jī)和一些電子產(chǎn)品中常用的濾波器有陶瓷濾波器、聲表面濾波器、陶瓷陷波器和陶瓷鑒頻器等
回答者：
robert2006
回答時(shí)間：2010-04-15 11:26
5
6
謝謝！樓主
回答者：
wjb820810
回答時(shí)間：2010-04-15 11:51
1
3
• 成都旗訊通信技術(shù)有限公司
聘：電聯(lián)招聘督導(dǎo)、傳輸、維護(hù)轉(zhuǎn)網(wǎng)優(yōu)
需求人數(shù)：12 人 地點(diǎn)：浙江省,江蘇省,河北省,山西省,遼寧省
• 杭州東信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 聘：急聘！華為項(xiàng)目（江蘇區(qū)域）
需求人數(shù)：30 人 地點(diǎn)：江蘇省
• 北京宜通華瑞科技有限公司 聘：專項(xiàng)優(yōu)化中高級(jí)（江西急聘）
需求人數(shù)：5 人 地點(diǎn)：上饒市,景德鎮(zhèn)市,南昌市,鷹潭市
• 福建省鴻官通信工程有限公司 聘：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：牡丹江市
• 廣州瀚信通信科技股份有限公司 聘：項(xiàng)目經(jīng)理（廣東）
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：廣東省
• 西安長(zhǎng)河通訊有限責(zé)任公司 聘：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：安康市
• 浙江明訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 聘：浙江網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師
需求人數(shù)：8 人 地點(diǎn)：寧波市,舟山市,湖州市,紹興市
• 重慶信科通信工程有限公司 聘：后臺(tái)優(yōu)化
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：南昌市
• 山東省郵電工程有限公司 聘：竣工資料結(jié)算員
需求人數(shù)：5 人 地點(diǎn)：福州市
• 南京格安信息系統(tǒng)有限責(zé)任公司 聘：5G工程單驗(yàn)人員
需求人數(shù)：10 人 地點(diǎn)：北京市
需求人數(shù)：12 人 地點(diǎn)：浙江省,江蘇省,河北省,山西省,遼寧省
• 杭州東信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 聘：急聘！華為項(xiàng)目（江蘇區(qū)域）
需求人數(shù)：30 人 地點(diǎn)：江蘇省
• 北京宜通華瑞科技有限公司 聘：專項(xiàng)優(yōu)化中高級(jí)（江西急聘）
需求人數(shù)：5 人 地點(diǎn)：上饒市,景德鎮(zhèn)市,南昌市,鷹潭市
• 福建省鴻官通信工程有限公司 聘：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：牡丹江市
• 廣州瀚信通信科技股份有限公司 聘：項(xiàng)目經(jīng)理（廣東）
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：廣東省
• 西安長(zhǎng)河通訊有限責(zé)任公司 聘：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：安康市
• 浙江明訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 聘：浙江網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程師
需求人數(shù)：8 人 地點(diǎn)：寧波市,舟山市,湖州市,紹興市
• 重慶信科通信工程有限公司 聘：后臺(tái)優(yōu)化
需求人數(shù)：2 人 地點(diǎn)：南昌市
• 山東省郵電工程有限公司 聘：竣工資料結(jié)算員
需求人數(shù)：5 人 地點(diǎn)：福州市
• 南京格安信息系統(tǒng)有限責(zé)任公司 聘：5G工程單驗(yàn)人員
需求人數(shù)：10 人 地點(diǎn)：北京市
熱點(diǎn)問(wèn)題
更多精彩
| 聯(lián)系我們 - 問(wèn)通信專家 | Powered by MSCBSC 移動(dòng)通信網(wǎng) © 2006 - |