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濾波器的種類竟然有這么多!


時間:2017-09-18 作者:黃傾城
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如上理想帶通和實際帶通濾波器的幅頻特性圖可見,理想濾波器的特性只需用截止頻率描述,而實際濾波器的特性曲線無明顯的轉(zhuǎn)折點,兩截止頻率之間的幅頻特性也非常數(shù),故需用更多參數(shù)來描述。

1、紋波幅度d


在一定頻率范圍內(nèi),實際濾波器的幅頻特性可能呈波紋變化,其波動幅度d與幅頻特性的平均值A0相比,越小越好,一般應(yīng)遠(yuǎn)小于-3dB。


2、截止頻率fc


幅頻特性值等于0.707A0所對應(yīng)的頻率稱為濾波器的截止頻率。以A0為參考值,0.707A0對應(yīng)于-3dB點,即相對于A0衰減3dB。若以信號的幅值平方表示信號功率,則所對應(yīng)的點正好是半功率點。


3、帶寬B和品質(zhì)因數(shù)Q


上下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為濾波器帶寬,或-3dB帶寬,單位為Hz。帶寬決定著濾波器分離信號中相鄰頻率成分的能力——頻率分辨力。在電工學(xué)中,通常用Q代表諧振回路的品質(zhì)因數(shù)。


在二階振蕩環(huán)節(jié)中,Q值相當(dāng)于諧振點的幅值增益系數(shù), Q=1/2ξ(ξ——阻尼率)。對于帶通濾波器,通常把中心頻率f0( )和帶寬 B之比稱為濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q。例如一個中心頻率為500Hz的濾波器,若其中-3dB帶寬為10Hz,則稱其Q值為50Q值越大,表明濾波器頻率分辨力越高。


4、倍頻程選擇性W


在兩截止頻率外側(cè),實際濾波器有一個過渡帶,這個過渡帶的幅頻曲線傾斜程度表明了幅頻特性衰減的快慢,它決定著濾波器對帶寬外頻率成分衰阻的能力。


通常用倍頻程選擇性來表征。所謂倍頻程選擇性,是指在上截止頻率fc22fc2之間,或者在下截止頻率fc1fc1/2之間幅頻特性的衰減值,即頻率變化一個倍頻程時的衰減量或倍頻程衰減量以dB/oct表示(octave,倍頻程)。


顯然,衰減越快(即W值越大),濾波器的選擇性越好。對于遠(yuǎn)離截止頻率的衰減率也可用10倍頻程衰減數(shù)表示之。即[dB10oct]。


5、濾波器因數(shù)(或矩形系數(shù))


濾波器因數(shù)是濾波器選擇性的另一種表示方式 ,它是利用濾波器幅頻特性的 -60dB帶寬與-3dB帶寬的比值來衡量濾波器選擇性。理想濾波器=1,常用濾波器=15,顯然, 越接近于1,濾波器選擇性越好。


濾波器的分類


根據(jù)濾波器的選頻作用分類


低通濾波器

0f2頻率之間,幅頻特性平直,它可以使信號中低于f2的頻率成分幾乎不受衰減地通過,而高于f2的頻率成分受到極大地衰減。

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