低通無源濾波器設(shè)計(jì)-詳細(xì)

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(duì)輸入或輸出的信號(hào)中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除的電路，就是濾波器，其功能就是得到一個(gè)特定頻率或消除一個(gè)特定頻率。一般可實(shí)為一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的線性時(shí)不變系統(tǒng)。二、濾波器的分類常用的濾波器按以下類型進(jìn)行分類。1)按所處理的信號(hào)：按所處理的信號(hào)分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。2)按所通過信號(hào)的頻段按所通過信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)通過，抑制低于或高于該頻段的信號(hào)、干擾和噪聲。帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號(hào)，允許該頻段以外的信號(hào)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(diǎn)是：電路比較簡(jiǎn)單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)有能量損耗，負(fù)載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng)，當(dāng)電感L較大時(shí)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(yùn)算放大器）組成。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)不僅沒有能量損耗，而且還可以放大，負(fù)載效應(yīng)不明顯，多級(jí)相聯(lián)時(shí)相互影響很小，利用級(jí)聯(lián)的

4、簡(jiǎn)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(diǎn)是：通帶范圍受有源器件(如集成運(yùn)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(chǎng)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(shí)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(dāng)其增益下降到(即下降了3dB)時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率被稱為截止頻率。2.帶寬B對(duì)于低通或帶通濾波器，帶寬是指其通頻帶寬度，對(duì)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(hào)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(gè)倍頻程