上海壹僑國際貿(mào)易有限公司
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延遲(Td):指信號通過濾波器所需要的時間,數(shù)值上為傳輸相位函數(shù)對角頻率的導(dǎo)數(shù),即Td=df/dv。
帶內(nèi)相位線性度:該指標(biāo)表征濾波器對通帶內(nèi)傳輸信號引入的相位失真大小。按線性相位響應(yīng)函數(shù)設(shè)計的濾波器具有良好的相位線性度。
1、特征頻率:
1)通帶截頻fp=wp/(2p)為通帶與過渡帶邊界點的頻率,在該點信號增益下降到一個人為規(guī)定的下限;
2)阻帶截頻fr=wr/(2p)為阻帶與過渡帶邊界點的頻率,在該點信號衰耗下降到一人為規(guī)定的下限;
3)轉(zhuǎn)折頻率fc=wc/(2p)為信號功率衰減到1/2(約3dB)時的頻率,在很多情況下,常以fc作為通帶或阻帶截頻;
4)固有頻率f0=w0/(2p)為電路沒有損耗時,濾波器的諧振頻率,復(fù)雜電路往往有多個固有頻率。
2、增益與衰耗
濾波器在通帶內(nèi)的增益并非常數(shù)。
1)對低通濾波器通帶增益Kp一般指w=0時的增益;高通指w→∞時的增益;帶通則指中心頻率處的增益;
2)對帶阻濾波器,應(yīng)給出阻帶衰耗,衰耗定義為增益的倒數(shù);
3)通帶增益變化量△Kp指通帶內(nèi)各點增益的最大變化量,如果△Kp以dB為單位,則指增益dB值的變化量。
3、阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)
阻尼系數(shù)是表征濾波器對角頻率為w0信號的作用,是濾波器中表示能量衰耗的一項指標(biāo)。
阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質(zhì)因數(shù),是*價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個重要指標(biāo),Q= w0/△w。式中的△w為帶通或帶阻濾波器的3dB帶寬,w0為中心頻率,在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。
4、靈敏度
濾波電路由許多元件構(gòu)成,每個元件參數(shù)值的變化都會影響濾波器的性能。濾波器某一性能指標(biāo)y對某一元件參數(shù)x變化的靈敏度記作Sxy,定義為:Sxy=(dy/y)/(dx/x)。
該靈敏度與測量儀器或電路系統(tǒng)靈敏度不是一個概念,該靈敏度越小,標(biāo)志著電路容錯能力越強(qiáng),穩(wěn)定性也越高。
5、群時延函數(shù)
當(dāng)濾波器幅頻特性滿足設(shè)計要求時,為保證輸出信號失真度不超過允許范圍,對其相頻特性∮(w)也應(yīng)提出一定要求。在濾波器設(shè)計中,常用群時延函數(shù)d∮(w)/dw*價信號經(jīng)濾波后相位失真程度。群時延函數(shù)d∮(w)/dw越接近常數(shù)。
選取方式
幾種低通原型濾波器是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)綜合法設(shè)計濾波器的基礎(chǔ),各種低通、高通、帶通、帶阻濾波器大都是根據(jù)此特性推導(dǎo)出來的。正因如此,才使得濾波器的設(shè)計得以簡化,精度得以提高。
理想的低通濾波器應(yīng)該能使所有低于截止頻率的信號無損通過,而所有高于截止頻率的信號都應(yīng)該被無限的衰減,從而在幅頻特性曲線上呈現(xiàn)矩形,故而也稱為矩形濾波器(brick-wallfilter)。遺憾的是,如此理想的特性是無法實現(xiàn)的,所有的設(shè)計只不過是力圖逼近矩形濾波器的特性而已。根據(jù)所選的逼近函數(shù)的不同,可以得到不同的響應(yīng)。雖然逼近函數(shù)多種多樣,但是考慮到實際電路的使用需求,通常會選用“巴特沃斯響應(yīng)”或“切比雪夫響應(yīng)”。
“巴特沃斯響應(yīng)”帶通濾波器具有平坦的響應(yīng)特性,而“切比雪夫響應(yīng)”帶通濾波器卻具有更陡的衰減特性。所以具體選用何種特性,需要根據(jù)電路或系統(tǒng)的具體要求而定。但是,“切比雪夫響應(yīng)”濾波器對于元件的變化最不敏感,而且兼具良好的選擇性與很好的駐波特性(位于通帶的中部),所以在一般的應(yīng)用中,推薦使用“切比雪夫響應(yīng)”濾波器。