滤波器设计理论.ppt

Filter & Diplexer 设计滤波器是最基本的信号处理器件。?可以从不同角度对滤波器进行分类: (a) 按功能分,有低通滤波器,高通滤波器, 带通滤波器,带阻滤波器,可调滤波器。 (b) 按用的元件分,有集总参数滤波器,分布参数滤波器,无源滤波器,有源滤波器,晶体滤波器,声表面波滤波器,等等。?最普通的滤波器具有下图所示的低通、高通、带通、带阻衰减特性。?集总参数滤波器(1) 基本 LC 低通滤波器(2) 基本 LC 高通滤波器 C L基本 LC 低通滤波器 T-型低通滤波器π-型低通滤波器(3) 基本串联、并联带通滤波器(4) 基本滤波器电路的串联、并联构成更复杂的多级滤波器基本串联带通滤波器基本并联带通滤波器(a) 8 个极点的低通滤波器(b) 6 个极点带通滤波器滤波器可以看成一个二端口网络 P in—入射功率 P R—反射功率 P A—吸收功率根据能量守恒关系有通过滤波器的功率 P L被负载 R L吸收,显然如果滤波器无损耗, P L = P A。如果输入端又无反射, P R =0 ,则 P L =P in。 AR inPPP?? ALPP?滤波器主要参数(1) 绝对衰减( Absolute attenuation ):阻带中最大衰减( dB ) (2) 带宽( Bandwidth ):通带的 3dB 带宽( f low — f high ) (3) 中心频率: f0 (4) 截止频率。下降沿 3dB 点频率(5) 每倍频程衰减( dB/Octave ):离开截止频率一个倍频程衰减( dB ) (6) 微分时延( differential delay ):两特定频率点群时延之差以 ns 计(7) 群时延( Group delay ):任何离散信号经过滤波器的时延 ns (8) 插入损耗( insertion loss ):当滤波器与设计要求的负载连接,通带中心衰减, dB (9) 带内波纹( passband ripple ):在通带内幅度波动,以 dB 计(10) 相移( phase shift ):当信号经过滤波器引起的相移(11) 品质因数 Q( quality factor ):中心频率与 3dB 带宽之比(12) 反射损耗( Return loss ) (13) 形状系数( shape factor ):定义为????点点 3dB 60dB BW BW (14) 止带( stop band 或 reject band ):对于低通、高通、带通滤波器,指衰减到指定点(如 60dB 点)的带宽规格说明? Insertion loss ? Pass Band ? Rejection ? Input/Output Return loss(-15dB) ? Input/Output impedance(50ohm,75ohm) dB 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 SoftPlot for Microwave Office S11 S21 S22 S21' S11' S22' Start: MHz Stop: MHz 04-5-11 17:08:18 8720C 517- 1 1 S21 MHz - dB 2 2 S21 MHz - dB 3 3 S21 MHz - dB 4 4 S11' MHz - dB 5 5 S11' MHz - dB ? LPF ( Low Pass Filter) ? HPF ( High Pass Filte r) ? BPF ( Band Pass Filter )常见类型