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(普通問題)
想問下,濾波器有什么用途?具體點啊,我是新人。
提問者: stonehead 提問時間: 2009-05-10
• 您好!我是公眾號: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)低價中標(biāo)的辦法有么?有,且只有一個》,特此申請,請批準(zhǔn)一下,謝謝 2017-10-22
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問題答案
( 1 )
濾波器的種類很多,不過功能上都是一樣,就是指標(biāo)不同罷了。
一、濾波器的功能和類型
濾波器其實就是選頻電路,可允許部分頻率的信號順利通過,而另一部分頻率的信號受到較大抑制。信號能通過的頻率范圍稱通頻帶/通帶;受到很大衰減或完全被抑制的頻率范圍稱阻帶;通帶和阻帶間的分界頻率稱截止頻率。理論上,在通帶內(nèi)電壓增益為常數(shù),阻帶內(nèi)的電壓增益為零;實際上,通帶和阻帶間存在一定頻率范圍的過渡帶。
從功能上分,濾波器分為低通、帶通、高通、帶阻等。
1、功能:濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運(yùn)算處理系統(tǒng),具有濾除噪聲和分離各種不同信號的功能。
2、類型:
按處理信號形式分:模擬濾波器和數(shù)字濾波器
按功能分:低通、高通、帶通、帶阻
按電路組成分:LC無源、RC無源、由特殊元件構(gòu)成的無源濾波器、RC有源濾波器
按傳遞函數(shù)的微分方程階數(shù)分:一階、二階、高階
二、模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性
(一)模擬濾波器的傳遞函數(shù)
模擬濾波電路的特性可由傳遞函數(shù)來描述。傳遞函數(shù)是輸出與輸入信號電壓或電流拉氏變換之比。
經(jīng)分析,任意個互相隔離的線性網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后,總的傳遞函數(shù)等于各網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的乘積。這樣,任何復(fù)雜的濾波網(wǎng)絡(luò),可由若干簡單的一階與二階濾波電路級聯(lián)構(gòu)成。
(二)模擬濾波器的頻率特性
模擬濾波器的傳遞函數(shù)H(s)表達(dá)了濾波器的輸入與輸出間的傳遞關(guān)系。若濾波器的輸入信號Ui是角頻率為w的單位信號,濾波器的輸出Uo(jw)=H(jw)表達(dá)了在單位信號輸入情況下的輸出信號隨頻率變化的關(guān)系,稱為濾波器的頻率特性函數(shù),簡稱頻率特性。
頻率特性H(jw)是一個復(fù)函數(shù),其幅值A(chǔ)(w)稱為幅頻特性,其幅角∮(w)表示輸出信號的相位相對于輸入信號相位的變化,稱為相頻特性。
(三)濾波器的主要特性指標(biāo)
1、特征頻率:
①通帶截頻fp=wp/(2)為通帶與過渡帶邊界點的頻率,在該點信號增益下降到一個人為規(guī)定的下限。
②阻帶截頻fr=wr/(2)為阻帶與過渡帶邊界點的頻率,在該點信號衰耗(增益的倒數(shù))下降到一人為規(guī)定的下限。
③轉(zhuǎn)折頻率fc=wc/(2)為信號功率衰減到1/2(約3dB)時的頻率,在很多情況下,常以fc作為通帶或阻帶截頻。
④固有頻率f0=w0/(2)為電路沒有損耗時,濾波器的諧振頻率,復(fù)雜電路往往有多個固有頻率。
2、增益與衰耗
濾波器在通帶內(nèi)的增益并非常數(shù)。
①對低通濾波器通帶增益Kp一般指w=0時的增益;高通指w→∞時的增益;帶通則指中心頻率處的增益。
②對帶阻濾波器,應(yīng)給出阻帶衰耗,衰耗定義為增益的倒數(shù)。
③通帶增益變化量△Kp指通帶內(nèi)各點增益的最大變化量,如果△Kp以dB為單位,則指增益dB值的變化量。
3、阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)
阻尼系數(shù)是表征濾波器對角頻率為w0信號的阻尼作用,是濾波器中表示能量衰耗的一項指標(biāo)。
阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質(zhì)因數(shù),是評價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個重要指標(biāo),Q= w0/△w。式中的△w為帶通或帶阻濾波器的3dB帶寬, w0為中心頻率,在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。
4、靈敏度
濾波電路由許多元件構(gòu)成,每個元件參數(shù)值的變化都會影響濾波器的性能。濾波器某一性能指標(biāo)y對某一元件參數(shù)x變化的靈敏度記作Sxy,定義為: Sxy=(dy/y)/(dx/x)。
該靈敏度與測量儀器或電路系統(tǒng)靈敏度不是一個概念,該靈敏度越小,標(biāo)志著電路容錯能力越強(qiáng),穩(wěn)定性也越高。
5、群時延函數(shù)
當(dāng)濾波器幅頻特性滿足設(shè)計要求時,為保證輸出信號失真度不超過允許范圍,對其相頻特性∮(w)也應(yīng)提出一定要求。在濾波器設(shè)計中,常用群時延函數(shù)d∮(w)/dw評價信號經(jīng)濾波后相位失真程度。群時延函數(shù)d∮(w)/dw越接近常數(shù),信號相位失真越小。
一、濾波器的功能和類型
濾波器其實就是選頻電路,可允許部分頻率的信號順利通過,而另一部分頻率的信號受到較大抑制。信號能通過的頻率范圍稱通頻帶/通帶;受到很大衰減或完全被抑制的頻率范圍稱阻帶;通帶和阻帶間的分界頻率稱截止頻率。理論上,在通帶內(nèi)電壓增益為常數(shù),阻帶內(nèi)的電壓增益為零;實際上,通帶和阻帶間存在一定頻率范圍的過渡帶。
從功能上分,濾波器分為低通、帶通、高通、帶阻等。
1、功能:濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運(yùn)算處理系統(tǒng),具有濾除噪聲和分離各種不同信號的功能。
2、類型:
按處理信號形式分:模擬濾波器和數(shù)字濾波器
按功能分:低通、高通、帶通、帶阻
按電路組成分:LC無源、RC無源、由特殊元件構(gòu)成的無源濾波器、RC有源濾波器
按傳遞函數(shù)的微分方程階數(shù)分:一階、二階、高階
二、模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性
(一)模擬濾波器的傳遞函數(shù)
模擬濾波電路的特性可由傳遞函數(shù)來描述。傳遞函數(shù)是輸出與輸入信號電壓或電流拉氏變換之比。
經(jīng)分析,任意個互相隔離的線性網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后,總的傳遞函數(shù)等于各網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的乘積。這樣,任何復(fù)雜的濾波網(wǎng)絡(luò),可由若干簡單的一階與二階濾波電路級聯(lián)構(gòu)成。
(二)模擬濾波器的頻率特性
模擬濾波器的傳遞函數(shù)H(s)表達(dá)了濾波器的輸入與輸出間的傳遞關(guān)系。若濾波器的輸入信號Ui是角頻率為w的單位信號,濾波器的輸出Uo(jw)=H(jw)表達(dá)了在單位信號輸入情況下的輸出信號隨頻率變化的關(guān)系,稱為濾波器的頻率特性函數(shù),簡稱頻率特性。
頻率特性H(jw)是一個復(fù)函數(shù),其幅值A(chǔ)(w)稱為幅頻特性,其幅角∮(w)表示輸出信號的相位相對于輸入信號相位的變化,稱為相頻特性。
(三)濾波器的主要特性指標(biāo)
1、特征頻率:
①通帶截頻fp=wp/(2)為通帶與過渡帶邊界點的頻率,在該點信號增益下降到一個人為規(guī)定的下限。
②阻帶截頻fr=wr/(2)為阻帶與過渡帶邊界點的頻率,在該點信號衰耗(增益的倒數(shù))下降到一人為規(guī)定的下限。
③轉(zhuǎn)折頻率fc=wc/(2)為信號功率衰減到1/2(約3dB)時的頻率,在很多情況下,常以fc作為通帶或阻帶截頻。
④固有頻率f0=w0/(2)為電路沒有損耗時,濾波器的諧振頻率,復(fù)雜電路往往有多個固有頻率。
2、增益與衰耗
濾波器在通帶內(nèi)的增益并非常數(shù)。
①對低通濾波器通帶增益Kp一般指w=0時的增益;高通指w→∞時的增益;帶通則指中心頻率處的增益。
②對帶阻濾波器,應(yīng)給出阻帶衰耗,衰耗定義為增益的倒數(shù)。
③通帶增益變化量△Kp指通帶內(nèi)各點增益的最大變化量,如果△Kp以dB為單位,則指增益dB值的變化量。
3、阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)
阻尼系數(shù)是表征濾波器對角頻率為w0信號的阻尼作用,是濾波器中表示能量衰耗的一項指標(biāo)。
阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質(zhì)因數(shù),是評價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個重要指標(biāo),Q= w0/△w。式中的△w為帶通或帶阻濾波器的3dB帶寬, w0為中心頻率,在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。
4、靈敏度
濾波電路由許多元件構(gòu)成,每個元件參數(shù)值的變化都會影響濾波器的性能。濾波器某一性能指標(biāo)y對某一元件參數(shù)x變化的靈敏度記作Sxy,定義為: Sxy=(dy/y)/(dx/x)。
該靈敏度與測量儀器或電路系統(tǒng)靈敏度不是一個概念,該靈敏度越小,標(biāo)志著電路容錯能力越強(qiáng),穩(wěn)定性也越高。
5、群時延函數(shù)
當(dāng)濾波器幅頻特性滿足設(shè)計要求時,為保證輸出信號失真度不超過允許范圍,對其相頻特性∮(w)也應(yīng)提出一定要求。在濾波器設(shè)計中,常用群時延函數(shù)d∮(w)/dw評價信號經(jīng)濾波后相位失真程度。群時延函數(shù)d∮(w)/dw越接近常數(shù),信號相位失真越小。
回答者:
wangyuan072
回答時間:2009-05-10 21:12
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