低通無源濾波器設(shè)計-詳細

1、低通無源濾波器仿真與分析低通無源濾波器仿真與分析一、濾波器定義所謂濾波器（filter），是一種用來消除干擾雜訊的器件，對輸入或輸出的信號中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電路，就是濾波器，其功能就是得到一個特定頻率或消除一個特定頻率。一般可實為一個可實現(xiàn)的線性時不變系統(tǒng)。二、濾波器的分類常用的濾波器按以下類型進行分類。1)按所處理的信號：按所處理的信號分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。2)按所通過信號的頻段按所通過信號的頻

2、段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。低通濾波器：它允許信號中的低頻或直流分量通過，抑制高頻分量或干擾和噪聲。高通濾波器：它允許信號中的高頻分量通過，抑制低頻或直流分量。帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低于或高于該頻段的信號、干擾和噪聲。帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號，允許該頻段以外的信號通過。3)按所采用的元器件按所采用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。無源濾波器：僅由無源元件(R、L和C)組成的濾波器，它是利用電容和

3、電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。這類濾波器的優(yōu)點是：電路比較簡單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點是：通帶內(nèi)的信號有能量損耗，負載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時容易引起電磁感應(yīng)，當電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。有源濾波器：由無源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成運算放大器）組成。這類濾波器的優(yōu)點是：通帶內(nèi)的信號不僅沒有能量損耗，而且還可以放大，負載效應(yīng)不明顯，多級相聯(lián)時相互影響很小，利用級聯(lián)的

4、簡單方法很容易構(gòu)成高階濾波器，并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽(由于不使用電感元件）；缺點是：通帶范圍受有源器件(如集成運算放大器）的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場合不適用。4)按照階數(shù)來分通過傳遞函數(shù)的階數(shù)來確定濾波器的分類。3、網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)在時域中，設(shè)輸入為，輸出為，濾波器的脈沖響應(yīng)函數(shù)為。轉(zhuǎn))(tx)(ty)(th3、描述濾波器性能的基本參數(shù)：1.截止頻率若濾波器在通頻帶內(nèi)的

5、增益為K，則當其增益下降到(即下降了3dB)時所對應(yīng)的頻率被稱為截止頻率。2.帶寬B對于低通或帶通濾波器，帶寬是指其通頻帶寬度，對于高通或帶阻濾波器，帶寬是指其阻帶寬度。帶寬決定著濾波器分離信號中相鄰頻率成分的能力。3.品質(zhì)因數(shù)QQ定義為帶通或帶阻濾波器的中心頻率fc與帶寬B之比，即品質(zhì)因數(shù)Q的大小反映了濾波器頻率選擇能力的高低。4.倍頻程選擇性是指在f02與2f02之間，或在f01與f012之間，幅頻特性的衰減值，即頻率變化一個倍頻程