文档介绍：第三讲有源滤波器设计
滤波器基本概念
滤波器特征指标
有源滤波器设计
滤波器设计举例
滤波器设计软件
滤波器基本概念及分类
1、滤波器基本概念
按幅频特性分为四类:LPF,HPF,BPF,BEF
H, gs2)
低通
高通
Ha e)I
通
带阻
用传递函数对理想特性加以逼近,高阶滤波器
可用多个二阶滤波器级联构成,二阶滤波器传递
函数
bs+b, b
K(S)=
令a1=aOn;a2=02
S+a,s+a2
U0是滤波器的特征角频率
是阻尼系数,O的倒数称为品质因数是评价
频率选择性的指标
Q(品质因数)
α不同滤波器的通带波纹、阻带衰减速度和
相位等特性不同,决定滤波器的不同逼近
2、按滤波特性分类(不同a的逼近)
1) Butterworth(巴特沃斯)低通逼近
在带通内最为平坦,且单调变化,阻带衰
或较为缓慢,频率选择性差,相频特性为非线
性,二阶a=√2
H(0)
3dB
H(S2)
图6-17巴特沃思滤波器幅度特性及其与№的关系
(2) Chebyshev低通切比雪夫逼近
通带内有一定波动量,阻带内具有较陡的衰减特性
通带外迅速单调下降趋向0,截止频率不一定为3dB带宽,频
率选择性好,两阶a<√2
Hw(s2)
Ho(32)
为奇数
数2B
4s、2
图6-19切贝雪夫1型滤波器的幅特性(運带波纹2dB
Ha(s2)I
1 DaVis)
为奇数
为偶数
24b
图-2切贝雪大Ⅱ型滤波器的嘔度特性
Butterworth
Chebyshev type
00.,..8
he byshev type 2
Elliptic
0D20406D8
3、按频率特性分类
设K为通带增益,传递函数分子系数决定分类
(1)低通b=b1=0b2=koOo
kooo
k(s)
+aoos+a
(2)高通b=kob1=b2=0
k(s)
aaos+oo
K(S)=
b..stb
S+a,s+a2
b.+stb
K(S)
S+as+a
(3)带通bo=b2=0b=koCO
koans
k(s)
t aoos+ ao
(4)带阻b0=k0b=0b2=k0oo
ko(2+02)
S+cO0S+000
4、按电路组成分类
(1)LC(有源,无源)
特点:频率选择性好,损耗小,电感体积大
适合高频,1MHz以上
(2)RC(有源,无源)
特点:损耗小、体积小、性能好(有源)
频率稳定度103~105
f:10~10Hz
(3)特殊元件构成的无源滤波
包括:压电陶瓷,晶体,声表面
特点:利用器件的固有频率实现频率选择,对
少数单一频率实现带通或带阻滤波,Q达数千~数
十万,稳定性好,但调整不便
滤波器的主要特性指标
1、特征频率
高、低通的上下限截止频率
带阻、带通的中心频率
f
带宽B=fic-f
3、增益与衰减
通带增益Kp{=∞
Bp=O(中心频率)
通带波纹:△K。通带各点增益的最大变化量(dB)
阻带衰减:通带与阻带处的增益之差