一、 濾波器的主要參數有哪些
1、中心頻(pin)率(lv)(Center Frequency):濾(lv)(lv)波器通(tong)帶的頻(pin)率(lv)f0,一般取f0=(f1+f2)/2,f1、f2為帶通(tong)或(huo)帶阻濾(lv)(lv)波器左(zuo)、右(you)相對(dui)下降1dB或(huo)3dB邊頻(pin)點。窄帶濾(lv)(lv)波器常以(yi)插(cha)損最小點為中心頻(pin)率(lv)計算通(tong)帶帶寬。
2、截止頻(pin)率(Cutoff Frequency):指低通(tong)濾波器的(de)(de)(de)通(tong)帶(dai)右邊頻(pin)點及高通(tong)濾波器的(de)(de)(de)通(tong)帶(dai)左邊頻(pin)點。通(tong)常(chang)以(yi)(yi)1dB或3dB相(xiang)對損(sun)耗(hao)點來標準(zhun)(zhun)定義。相(xiang)對損(sun)耗(hao)的(de)(de)(de)參考基準(zhun)(zhun)為:低通(tong)以(yi)(yi)DC處(chu)插損(sun)為基準(zhun)(zhun),高通(tong)則以(yi)(yi)未出現(xian)寄生阻帶(dai)的(de)(de)(de)足夠高通(tong)帶(dai)頻(pin)率處(chu)插損(sun)為基準(zhun)(zhun)。
3、通(tong)帶(dai)帶(dai)寬:指需要通(tong)過的(de)頻譜寬度,BW=(f2-f1)。f1、f2為以(yi)中心(xin)頻率(lv)f0處插(cha)入損耗為基準。
4、插(cha)入損(sun)耗(Insertion Loss):由于(yu)濾波器的(de)引(yin)入對電路(lu)中原(yuan)有信號(hao)帶來的(de)衰耗,以中心(xin)或截止(zhi)頻率(lv)處損(sun)耗表征,如要求(qiu)全帶內插(cha)損(sun)需強調。
5、紋波(Ripple):指1dB或(huo)3dB帶(dai)寬(截(jie)止(zhi)頻率)范(fan)圍內,插(cha)損隨(sui)頻率在(zai)損耗均值曲線(xian)基礎上波動的(de)峰(feng)值。
6、帶(dai)內(nei)波動(dong)(Passband Ripple):通帶(dai)內(nei)插入損耗隨頻率的變化(hua)量。1dB帶(dai)寬內(nei)的帶(dai)內(nei)波動(dong)是(shi)1dB。
7、帶內(nei)駐波(bo)(bo)比(bi)(VSWR):衡量濾波(bo)(bo)器通帶內(nei)信號是否良好匹配傳輸的一項重要指標。理想匹配VSWR=1:1,失(shi)配時VSWR大于(yu)1。對于(yu)一個實際的濾波(bo)(bo)器而言,滿足VSWR小(xiao)于(yu)1.5:1的帶寬一般小(xiao)于(yu)BW3dB,其占BW3dB的比(bi)例與濾波(bo)(bo)器階數和插(cha)損相關。
8、回波(bo)損耗(hao)(Return Loss):端口信(xin)號輸入功率與反(fan)射功率之比的(de)分貝(dB)數(shu),也(ye)等于20Log10ρ,ρ為電(dian)壓反(fan)射系(xi)數(shu)。輸入功率被(bei)端口全部(bu)吸收時回波(bo)損耗(hao)為無窮(qiong)大。
9、阻(zu)帶抑制(zhi)度(du)(du):衡量濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)選擇性能好壞的(de)重要(yao)指標(biao)(biao)。該指標(biao)(biao)越(yue)(yue)高說明對帶外干擾信號(hao)抑制(zhi)的(de)越(yue)(yue)好。通常有兩(liang)種(zhong)(zhong)提法:一種(zhong)(zhong)為(wei)要(yao)求對某一給定帶外頻率(lv)fs抑制(zhi)多(duo)少(shao)dB,計算方法為(wei)fs處衰減量;另一種(zhong)(zhong)為(wei)提出表征濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)幅(fu)頻響應與理(li)想(xiang)矩形接(jie)近程度(du)(du)的(de)指標(biao)(biao)——矩形系數(KxdB大(da)于(yu)1),KxdB=BWxdB/BW3dB,(X可為(wei)40dB、30dB、20dB等)。濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)階數越(yue)(yue)多(duo)矩形度(du)(du)越(yue)(yue)高——即K越(yue)(yue)接(jie)近理(li)想(xiang)值1,制(zhi)作難度(du)(du)當然也(ye)就越(yue)(yue)大(da)。
10、延(yan)遲(Td):指(zhi)信(xin)號通過濾(lv)波器所需要(yao)的時間,數(shu)值上為傳(chuan)輸相位(wei)函數(shu)對角頻率(lv)的導數(shu),即Td=df/dv。
11、帶內(nei)相位線性度:該(gai)指(zhi)標表(biao)征(zheng)濾波器對通帶內(nei)傳(chuan)輸信號(hao)引(yin)入的(de)相位失真大小。按(an)線性相位響應函(han)數設(she)計的(de)濾波器具(ju)有良好的(de)相位線性度。
二、濾波器參數怎么選擇
濾波器參數(shu)的(de)選擇(ze)是信(xin)(xin)號(hao)處理中至關重要的(de)一(yi)步。合(he)適的(de)濾波器參數(shu)能夠有效地(di)減少(shao)信(xin)(xin)號(hao)噪聲和干擾,提高(gao)信(xin)(xin)號(hao)的(de)質(zhi)量和可靠性。下面將介紹(shao)如何選擇(ze)濾波器參數(shu)及相應的(de)計算公式。
1、濾波器參數的選擇
在選擇濾(lv)波(bo)器參數時,需要考(kao)慮以下因素:
(1)信號類型:不同(tong)類型的信號需(xu)要不同(tong)的濾波器。
(2)濾波(bo)(bo)器類(lei)型:常見的(de)濾波(bo)(bo)器類(lei)型包括低通、高通、帶通、帶阻等(deng)。
(3)通(tong)帶(dai)和阻(zu)帶(dai)的特(te)性(xing)(xing):需要(yao)根據具體的應用場景選擇(ze)合適的通(tong)帶(dai)和阻(zu)帶(dai)特(te)性(xing)(xing)。
(4)濾(lv)波器階(jie)數:階(jie)數越高,濾(lv)波器的抑制(zhi)效(xiao)果越好(hao),但也(ye)會帶來更多的衰(shuai)減。
(5)截(jie)止(zhi)頻(pin)率(lv):需(xu)要根據信號頻(pin)率(lv)和信號帶寬選(xuan)擇合適的(de)截(jie)止(zhi)頻(pin)率(lv)。
2、濾波器參數計算公式
具體的濾波器參數計算公式如下:
(1)低通(tong)濾波器截止頻率的計算公式:f_c=1/(2πRC),其中f_c為(wei)截止頻率,R為(wei)電(dian)阻值(zhi),C為(wei)電(dian)容值(zhi)。
(2)高通濾波器(qi)截止頻(pin)率(lv)的計算公式:f_c=1/(2πRC),其中f_c為截止頻(pin)率(lv),R為電阻值(zhi),C為電容(rong)值(zhi)。
(3)帶(dai)通(tong)濾波器中心頻率的計算公式:f_c=(f_{c1}+f_{c2})/2,其中f_{c1}和f_{c2}分(fen)別為上下限(xian)頻率。
(4)帶(dai)通濾(lv)波器帶(dai)寬的計(ji)算公式:B=f_{c2}-f_{c1}。
(5)帶阻濾(lv)波器(qi)中(zhong)心頻率(lv)的計算(suan)公式:f_c=(f_{c1}+f_{c2})/2,其中(zhong)f_{c1}和f_{c2}分(fen)別為上(shang)下限頻率(lv)。
(6)帶(dai)阻(zu)濾波(bo)器帶(dai)寬(kuan)的(de)計算公(gong)式:B=f_{c2}-f_{c1}。