hello年夜家好,我是健康百科网网小航来为年夜家解答以上题目,滤波器道理和图解,很是具体的滤波器根本常识良多人还不知道,此刻让我们一路来看看吧!
滤波器是射频系统中必不成少的关头部件之一,首要是用来作频率选择— —让需要的频率旌旗灯号经由过程而反射不需要的干扰频率旌旗灯号。
经典的滤波器利用实例是领受机或发射机前端,如图1、图2所示:
从图1中可以看到,滤波器普遍利用在领受机中的射频、中频和基带部门。
固然对这数字手艺的成长,采取数字滤波器有代替基带部门乃至中频部门的摹拟滤波器,但射频部门的滤波器依然不成替换。
是以,滤波器是射频系统中必不成少的关头性部件之一。
滤波器的分类有良多种方式。例如:
按频率选择的特征分
低通、高通、带通、带阻滤波器等。
按实现体例分
LC滤波器、声概况波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面布局滤波器。
按分歧的频率响应函数分
切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。
对分歧的滤波器分类,首要是从分歧的滤波器特征需求来描写滤波器的分歧特点。
滤波器的这类浩繁分类方式所描写的滤波器分歧的浩繁特点,集中表现出了现实工程利用中对滤波器的需求是需要综合考量的,也就是说对用户需求来做设计时,需要综合斟酌用户需求。
滤波器选择时,起首需要肯定的就是应当利用低通、高通、带通仍是带阻的滤波器。
下面起首先容一下按频率选择的特征分类的高通、低通、带通和带阻的频率响应特征及其感化。
巴特沃斯切比雪夫带通滤波器
巴特沃斯切比雪夫高通滤波器
最经常使用的滤波器是低通跟带通。低通在混频器部门的镜像按捺、频率源部门的谐波按捺等有普遍利用。
带通在领受机前端旌旗灯号选择、发射机功放后杂散按捺、频率源杂散按捺等方面普遍利用。
滤波器在微波射频系统中普遍利用,作为一功能性部件,必定有其对应的电机能指标用于描写系统对该部件的机能需求。
对应分歧的利用场所,对滤波器某些电器机能特征有分歧的要求。
描写滤波器电机能手艺指标
阶数(级数)
绝对带宽/相对带宽
截止频率
驻波
带外按捺
纹波
消耗
通带平展度
相位线性度
绝对群时延
群时延波动
功率容量
相位一致性
幅度一致性
工作温度规模
下面临滤波器这些电机能指标作一一诠释。
阶数(级数):对高通和低通滤波器来说,阶数就是滤波器中电容、电感的个数总和。对带通滤波器来说,阶数是并联谐振器的总数;对带阻滤波器来说,阶数是串连谐振器与并联谐振器的总数。
绝对带宽/相对带宽:该指标凡是用于带通滤波器,表征可以经由过程滤波器的旌旗灯号频率规模,表现滤波器的频率选择。相对带宽是绝对带宽与中间频率的百分比。
五阶高通滤波器
截止频率:截止频率凡是用于高通跟低通滤波器。对低通滤波器截止表征滤波器最高能经由过程的频率规模;对高通滤波器,截止频率表征滤波器最低能经由过程的频率规模。
驻波:即矢网测得的S11,暗示滤波器端口阻抗与系统所需阻抗的匹配水平。暗示输入旌旗灯号有几多未能进入滤波器而被反射回输入端。
九阶低通滤波器仿真曲线
消耗:消耗暗示旌旗灯号经由过程滤波器后损掉的能量,也就是滤波器耗损的能量。
通带平展度:滤波器通带规模内消耗最年夜值与消耗最小值之差的绝对值。表征滤波器对分歧频率旌旗灯号的能量耗损的区分。
带外按捺:滤波器通带频率规模之外的“衰减量”。表征滤波器对不需要的频率旌旗灯号的选择能力。
纹波:滤波器通带内S21曲线升沉的波峰与波谷之间的差值。
相位线性度:滤波器通带频率规模内相位与一条与中间频率时延相等的传输线之间的相位差值。表征滤波器的色散特征。
绝对群时延:滤波器通带规模内旌旗灯号从输入端口授输至输出端口所用的时候。
群时延波动:滤波器通带规模内绝对群时延最年夜值与最小值之差。表征滤波器的色散特征。
功率容量:可以输入滤波器的通带旌旗灯号的最年夜功率。
相位一致性:统一指标统一批次分歧滤波器之间的传输旌旗灯号相位的差值。表征批次滤波器之间的不同(一致性)。
幅度一致性:统一指标统一批次分歧滤波器之间的传输旌旗灯号消耗的差值。表征批次滤波器之间的不同(一致性)。
相位线性度:滤波器通带频率规模内相位与一条与中间频率时延相等的传输线之间的相位差值。表征滤波器的色散特征。
绝对群时延:滤波器通带规模内旌旗灯号从输入端口授输至输出端口所用的时候。
群时延波动:滤波器通带规模内绝对群时延最年夜值与最小值之差。表征滤波器的色散特征。
功率容量:可以输入滤波器的通带旌旗灯号的最年夜功率。
相位一致性:统一指标统一批次分歧滤波器之间的传输旌旗灯号相位的差值。表征批次滤波器之间的不同(一致性)。
幅度一致性:统一指标统一批次分歧滤波器之间的传输旌旗灯号消耗的差值。表征批次滤波器之间的不同(一致性)。
LC滤波器
声概况波/体声波滤波器
声表采取将电能转换为概况声波的体例,操纵声波共振效应实现的滤波。该声概况波滤波器的特点是体积很是小,Q值相对LC高,采取半导体工艺合适批量出产。
一只800MHz摆布的滤波器体积年夜概只有一个0805电容年夜小。其错误谬误是功率容量小,不合适小批量定制产物,研发周期长,研发本钱高。
声表滤波器凡是利用在终端消费电子产物中。
螺旋滤波器
螺旋滤波器
螺旋滤波器是一种半集总参数的滤波器,其采取放置在空腔内的螺旋电感的自谐振来实现谐振器,经由过程相邻谐振器的空间磁场实现耦合。
其长处是:体积较腔体小,Q值、功率容量较LC高。
其错误谬误是:较难实现宽带,高频部门电感不容易实现。
螺旋滤波器凡是用在500MHz以下20%相对带宽,100W均匀功率,对插损有必然要求的场所。
介质滤波器
纹波:滤波器通带内S21曲线升沉的波峰与波谷之间的差值。
介质滤波器
介质滤波器是采取介质填充的四分之一波是非线路或二分之一开线路实现的半集总滤波器。
其长处是Q值较LC高,可以实现较LC滤波器频率高的滤波器。其错误谬误是寄生较近,谐振器需要定制。
梳状腔体滤波器
交指滤波器最年夜的特点是可以实现宽带,若是采取冗余谐振杆,斟酌到机加可是线性,其相对带宽凡是可以宽达60%。
同时在K波段时,宽带的梳状滤波器机加根基没法加工而且调试螺钉没法放置,是以在该前提下凡是采取交指布局。
交指布局与梳状比拟其寄生通带较近,凡是其寄生通带在1.8F0摆布。同体积下,交指滤波器较梳状滤波器功率容量年夜。
滤波器是无线通信系统必不成少的关头性部件。
滤波器种类繁多,各类滤波用具有分歧的机能特点,是以在滤波器选择时,凡是需要综合斟酌客户的现实利用情况和客户机能需求才能做出准确、有用、靠得住的选择。
在客户对滤波器指标概念比力恍惚时,凡是需要扣问客户体积、消耗、带外需要按捺的频率和按捺度、功率容量等。按照这几个简单的指标要求根基可以判定出滤波器种类。
本文就为年夜家讲授到这里,但愿对年夜家有所帮忙。