滤波器设计.pptx

什么是模拟滤波器?模拟滤波器就是使得特定频率范围内的信号顺利通过,而阻止其它频率通过的电路。模拟滤波器分类:1、无源滤波器:由无源器件R、C、L构成。缺点:在较低频率下工作时,电感L体积和重量较大,而且滤波效果不理想。2、有源滤波器:由R、C和运算放大器构成。优点:体积小、重量轻。高输入阻抗高,低输出阻抗,可以获得一定的增益。被广泛应用。模拟有源滤波器描述滤波器的动态特性的有3种形式:(1)单位冲激响应:(3)频率特性(2)传递函数x(t)=δ(t),y(t)=h(t)、高通、带通和带阻4种类型。(1)低通滤波器(lowpassfilter):低于截止频率fc的频率可以通过,高频率成份被滤掉。(2)高通滤波器(highpassfilter):高于截止频率fc的频率可以通过,低频成份被滤掉。(3)带通滤波器(bandpassfilter):只有高于fL低于fH的频率可以通过,其它成份均被滤掉。(4)带阻滤波器(bandrejectfilter):在fL与fH之间的频率被滤掉,其它成份均可以通过。作为特例,只有特定频率成分可以通过的滤波器被称为陷波滤波器(notchfilter)。类型传递函数性能参数低通H0:任意增益因子C:低通、高通滤波器截止角频率0:带通、带阻中心频率Q::1、特性阻抗:(假定高频应用,采用50欧姆)2、中心频率:主要对带通或带阻来言,是他们两边f3db频率的几何平均SQRT(fl*Fh)3、截至频率:fc值loss达到3dB时的频率4、带宽:主要对带通或带阻来言5、衰减量:离fc多少频率处衰减量为多少的值6、通带内平坦度:通带内插损变化量,这个特性对数字通信影响较大,:7、群延时:信号经过滤波器在通带内最大传输时间的差。不是设计的场合需要考虑它,比如单一的一个频率分量的信号,是不存在传输时间差的,但是一般调制波等信号,由于存在不同频率成分,通过滤波器后,由于群延时存在,输出的各个频率成分的大小有了改变,一般来说在截至频率处传输速度最慢,而在中心频率处传输速度最快,另外滤波器前后的电路的阻抗也会引起群延时特性改变,。有源滤波器的阶数是由时间常数要素的数目来区分的。在阶数相同的情况下,滤波器时间常数设定不同也会使滤波器的特性不同。滤波器的品质因数Q也称为滤波器的截至特性系数,其值决定了滤波器组f=f0附近的频率特性。按照f=f0附近频率特性的特点,可将滤波器分为三种类型:巴特沃思(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)、贝塞尔(Bessel)。巴特沃思: 通带内幅频曲线的幅度平坦,最平幅度逼近,相移与频率的关系不是很线性的,阶跃响应有过冲。巴特沃思贝塞尔切比雪夫H()/0切比雪夫: 下降最陡,但通带之间幅频曲线有波纹。贝塞尔:相移和频率之间有良好的线性关系,阶跃响应过冲小,但幅频曲线的下降陡度较差。