滤波电路设计课件.ppt

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1、滤波电路设计6.1谐振电路和滤波电路的基本结构6.1.1谐振电路的类型和基本参数6.1.2一阶滤波电路6.2集总参数滤波电路6.2.1巴特沃兹滤波电路6.2.2契比雪夫滤波电路6.2.3归一化滤波电路的变换6.3分布参数滤波电路6.3.1基本方法6.3.2低通滤波电路的设计6.3.3带阻滤波电路6.3.4带通滤波电路集总参数滤波电路:使用电感、电容等集总器件进行设计，一般适于低于500MHz的射频信号。分布参数滤波电路：使用微带线等分布参数电路设计，一般适于高于500MHz的射频信号。第六讲滤波电路设计6.1谐振电路和滤波电路的基本结构6.1.1谐振电路的类型和基本参数归一化的角频率W定义为

2、实际角频率w与中心角频率（截止频率）wC的比值，定义为滤波电路特性分类LowPassFilterHighPassFilterBandPassFilterBandStopFilter滤波电路函数的特性比较衰减系数归一化频率滤波电路主要参数滤波电路的主要参数包括：插入损耗波纹系数通带宽度矩形系数阻带抑制品质因数插入损耗插入损耗（InsertionLoss）描述滤波电路在通带内对传输信号的损耗。其定义为从信号源入射到滤波电路的功率PIN与匹配负载得到功率PL的比值，采用分贝可以表示为波纹系数波纹系数(Ripplefactor)表示在通带内滤波电路响应的最大值和最小值的差值。滤波电路通带内的平坦度可

3、以用波纹系数来描述，单位为分贝。频带宽度频带宽度：定义为滤波电路的通带内在达到3dB衰减对应的高端截止频率fH和低端截止频率fL的差值。BWBandWidth矩形系数矩形系数（ShapeFactor）：描述了滤波电路的响应在截止频率附近的陡峭变化的特性。矩形系数越低，滤波电路的响应越陡峭。矩形系数SF定义为60dB带宽与3dB带宽的比值。阻带抑制（Depression）阻带抑制：在理想情况下，希望滤波电路在通带外能够具有无穷大的衰减，但实际滤波电路只能达到一个有限的衰减量。通常为了与矩形参数比较，定义阻带抑制为60dB。带通滤波电路的典型响应品质因数滤波电路的品质因数(QualityFac

4、tor)定义为在谐振频率下，平均储能和一个周期内的平均能量消耗之比。滤波电路的品质因数Q可以用公式表示为6.1.2一阶滤波电路1.低通滤波电路两端口网络等效电路两端口网络等效电路w0w低通滤波器的电压传递系数相位特性：相位差幅度特性：衰减系数电压传递系数：群时延R=10，C=10pF，RG=50,负载RL变化电压传递系数的幅值与相位2.高通滤波电路2.高通滤波电路检验1阶高通滤波电路的特性当频率为零（w0）当频率为无穷大（w）2.高通滤波电路R=10W，RG=50W，L=100nH2.高通滤波电路幅度特性相位特性3.带通滤波电路下面这个怎么成带阻了低频能通过，高频能通过，阻带

5、内电流也能在电阻上走呀带通带阻带通滤波电路的电压传递系数当频率为零（w0）当频率为无穷大（w）带通滤波电路R=20W，L=5nH，C=2pF，RL=RG=50W。带通滤波电路的特性幅度特性相位特性带通滤波电路的电路衰减插入损耗滤波电路插入损耗为入射滤波电路的功率到负载功率的衰减。衰减是从信号源到负载的功率衰减，考虑了信号源内阻的损耗。衰减带通滤波电路的电路衰减R=20W，L=5nH，C=2pF，RL=RG=50W。4.带阻滤波电路当w0或者w时：？？？带阻滤波电路的特性L=5nH，C=2pF，RL=RG=50W一阶滤波电路的品质因数适用于带通、带阻滤波器滤波电路（空载）：滤波器加

6、载电路：外电路：利用复阻抗计算品质因数归一化频移：例如:带通滤波电路利用复阻抗计算品质因数插入损耗插入损耗与品质因数在偏离谐振频率的情况下，如果负载得到的功率是谐振时的一半，归一化频率ε满足：谐振时：滤波电路例题插入损耗a）滤波电路的谐振频率f0为在得到滤波电路的谐振频率f0后，可以计算得到滤波电路的固有品质因数QF为滤波电路的加载品质因数QLD为滤波电路的外电路品质因数QE为滤波电路例题b）负载与信号源内阻相等，最大输出功率PM为c）谐振频率w0，负载得到的功率PL在谐振频率w0下，滤波电路的插入损耗IL为d）滤波电路的带宽可以根据加载品质因数QL计算滤波电路例题6.2集总参数滤波电路6.

7、2.1巴特沃兹滤波电路N:为阶数;a为参数,一般a=1。截止频率wC上滤波电路有3dB的损耗巴特沃兹滤波电路NamedafterStephenButterworth,aBritishengineerwhofirstdescribedthisresponseinhispaper"OntheTheoryofFilterAmplifiers,"WirelessEngineer,vol.7,1930,pp.536-5