滤波器的功能类型与特性指标图解
相关过滤器的作用种类与特点指标值,低通滤波器的归类,过滤器的优势与缺陷,过滤器輸出波型,过滤器的关键特点指标值,有特征频率、增益值与衰耗、阻尼力与品质因素、敏感度等。
一、过滤器的作用和种类
作用:过滤器是具备頻率挑选功效的电源电路或运算解决系统软件,具备滤掉噪音和分离出来各种各样不一样数据信号的作用。
二、低通滤波器的归类
1、按数据信号特性归类仿真模拟过滤器和数字滤波器。
2、按常用元器件归类无源滤波器和有源滤波器。
3、按电源电路作用归类: 带通滤波器;高通滤波器;滤波器;带阻滤波器。
4、按级别归类: 一阶,二阶 … 高级。
5、按輸出波型的靠近归类: 米尔沃斯靠近,切比雪夫靠近,贝赛特靠近。
无源滤波器由无源元件R、L、C构成。
三、缺陷
1、带负荷自理能力差。当RL转变 时,輸出数据信号的幅度值将随着更改,过滤特点也随着转变 。
2、无变大功效。因为R及C上面有数据信号损耗,使輸出数据信号幅度值降低。
3、过渡带较宽,单位阶跃响应不理想化,边缘不陡。
有源滤波器由有源器件集成化运算放大器和无源元件R、C构成。
四、优势
1.运算放大器自身对RC互联网危害小。
2、有源滤波器电源电路中能加工作电压串连负的反馈,使输入电阻高、输出阻抗低,I/O中间具备优良的防护。只需把好多个低级低通滤波器串起來就可组成高级低通滤波器,不用考虑到级间危害。
3、除过滤外,还可变大数据信号,变大倍率非常容易调整。
五、缺陷
1、不适合用以高频率。由于通用性集成化运算放大器的网络带宽一般窄小。一般应用頻率在几Hz下列。
2、不适合在高电压、大电流量状况下应用。
3、稳定性较弱。
4、应用时要外接直流稳压电源。
5、种波器的单位阶跃响应。
六、过滤器輸出波型靠近
(一)米尔沃斯靠近
单位阶跃响应在通频带内更为平整,而且简单转变 。但切线斜率较弱其单位阶跃响应为,单位阶跃响应经历冲。
(二)切比雪夫靠近
容许通频带内有一定的起伏量△Kp,衰减系数切线斜率较陡。
(三)贝赛特靠近
关键偏重于相频特性,其基本准则是使通频带内相频特性线性最大,群时延涵数最贴近于变量定义,进而使相频特性造成的相位差失帧最少。单位阶跃响应过冲小,但幅频曲线图的降低陡度较弱。
七、过滤器的关键特点指标值
1、特征频率:
①通频带截频fp=wp/(2)为通频带与过渡带边界点的頻率,在该点数据信号增益值降低到一个人为因素要求的低限。
②插损截频fr=wr/(2)为插损与过渡带边界点的頻率,在该点数据信号衰耗(增益值的最后)降低到一人为因素要求的低限。
③转折点頻率fc=wc/(2)为数据信号输出功率衰减系数到1/2(约3dB)时的頻率,在许多状况下,仍以fc做为通频带或插损截频。
④共振频率f0=w0/(2) 为电源电路沒有耗损时,过滤器的串联谐振,繁杂电源电路通常有好几个共振频率。
2、增益值与衰耗
过滤器在通频带内的增益值并不是参量。
①对带通滤波器通频带增益值Kp一般指w=0时的增益值;高通芯片指w→∞时的增益值;带细则指管理中心頻率处的增益值。
②对带阻滤波器,应得出插损衰耗,衰耗界定为增益值的最后。
③通频带增益值变化量△Kp指通频带内各点增益值的较大变化量,假如△Kp以dB为企业,则指增益值dB值的变化量。
3、阻尼力与品质因素
阻尼力是表现过滤器对角频率为w0数据信号的阻尼作用,是过滤器中表明动能衰耗的一项指标值。
阻尼力的最后称之为品质因素,是点评带通与带阻滤波器頻率挑选特点的一个关键指标值,Q= w0/△w。式中的△w为带通或带阻滤波器的3dB网络带宽,w0为管理中心頻率,在许多状况下管理中心頻率与共振频率相同。
4、敏感度
低通滤波器由很多元器件组成,每一个元器件变量值的转变 都是会危害过滤器的特性。过滤器某一性能参数y对某一元器件主要参数x转变 的敏感度记作Sxy,界定为:Sxy=(dy/y)/(dx/x)。
该敏感度与检测仪器或电控系统敏感度并不是一个定义,该敏感度越小,意味着电源电路容错机制工作能力越强,可靠性也越高。
5、群时延涵数
为确保輸出数据信号谐波失真不超过容许范畴,对其相频特性∮(w)也应明确提出一定规定。在滤波器设计中,常见群时延涵数d∮(w)/dw点评数据信号经过滤后相位差失帧水平。群时延涵数d∮(w)/dw越贴近参量,数据信号相位差失帧越小。
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