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濾波器的幾個(gè)常用名詞解析

2020-07-29 11:49:27閱讀量:1126

濾波是信號(hào)處理中的一個(gè)重要概念,在直流穩(wěn)壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動(dòng)的直流電壓中的交流成分,保留其直流成分,使輸出電壓紋波系數(shù)降低,波形變得比較平滑。


濾波器的主要參數(shù):

中心頻率(Center Frequency):濾波器通帶的頻率f0,一般取f0=(f1+f2)/2,f1、f2為帶通或帶阻濾波器左、右相對(duì)下降1dB或3dB邊頻點(diǎn)。窄帶濾波器常以插損最小點(diǎn)為中心頻率計(jì)算通帶帶寬。


截止頻率(Cutoff Frequency):指低通濾波器的通帶右邊頻點(diǎn)及高通濾波器的通帶左邊頻點(diǎn)。通常以1dB或3dB相對(duì)損耗點(diǎn)來(lái)標(biāo)準(zhǔn)定義。相對(duì)損耗的參考基準(zhǔn)為:低通以DC處插損為基準(zhǔn),高通則以未出現(xiàn)寄生阻帶的足夠高通帶頻率處插損為基準(zhǔn)。


通帶帶寬:指需要通過(guò)的頻譜寬度,BW=(f2-f1)。f1、f2為以中心頻率f0處插入損耗為基準(zhǔn)。


插入損耗(Insertion Loss):由于濾波器的引入對(duì)電路中原有信號(hào)帶來(lái)的衰耗,以中心或截止頻率處損耗表征,如要求全帶內(nèi)插損需強(qiáng)調(diào)。


紋波(Ripple):指1dB或3dB帶寬(截止頻率)范圍內(nèi),插損隨頻率在損耗均值曲線基礎(chǔ)上波動(dòng)的峰值。


帶內(nèi)波動(dòng)(Passband Ripple):通帶內(nèi)插入損耗隨頻率的變化量。1dB帶寬內(nèi)的帶內(nèi)波動(dòng)是1dB。


帶內(nèi)駐波比(VSWR):衡量濾波器通帶內(nèi)信號(hào)是否良好匹配傳輸?shù)囊豁?xiàng)重要指標(biāo)。理想匹配VSWR=1:1,失配時(shí)VSWR>1。對(duì)于一個(gè)實(shí)際的濾波器而言,滿足VSWR<1.5:1的帶寬一般小于BW3dB,其占BW3dB的比例與濾波器階數(shù)和插損相關(guān)。


回波損耗(Return Loss):端口信號(hào)輸入功率與反射功率之比的分貝(dB)數(shù),也等于20Log10ρ,ρ為電壓反射系數(shù)。輸入功率被端口全部吸收時(shí)回波損耗為無(wú)窮大。


阻帶抑制度:衡量濾波器選擇性能好壞的重要指標(biāo)。該指標(biāo)越高說(shuō)明對(duì)帶外干擾信號(hào)抑制的越好。通常有兩種提法:一種為要求對(duì)某一給定帶外頻率fs抑制多少dB,計(jì)算方法為fs處衰減量;另一種為提出表征濾波器幅頻響應(yīng)與理想矩形接近程度的指標(biāo)——矩形系數(shù)(KxdB>1),KxdB=BWxdB/BW3dB,(X可為40dB、30dB、20dB等)。濾波器階數(shù)越多矩形度越高——即K越接近理想值1,制作難度當(dāng)然也就越大。


延遲(Td):指信號(hào)通過(guò)濾波器所需要的時(shí)間,數(shù)值上為傳輸相位函數(shù)對(duì)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(duì)通帶內(nèi)傳輸信號(hào)引入的相位失真大小。按線性相位響應(yīng)函數(shù)設(shè)計(jì)的濾波器具有良好的相位線性度。



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