滤波电路设计.ppt

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 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 滤波电路函数的特性比较 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 波纹系数 波纹系数(Ripple factor) 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。 矩形系数 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(Quality Factor)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 低通滤波器的电压传递系数 R=10?，C=10pF，RG=50 ?, 负载RL变化 2. 高通滤波电路 检验1阶高通滤波电路的特性 2. 高通滤波电路 R=10W，RG =50W，L=100nH 2. 高通滤波电路 3. 带通滤波电路 带通滤波电路的电压传递系数 带通滤波电路 带通滤波电路的特性 带通滤波电路的电路衰减 插入损耗 带通滤波电路的电路衰减 4. 带阻滤波电路 带阻滤波电路的特性 一阶滤波电路的品质因数 利用复阻抗计算品质因数 插入损耗 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 6.2 集总参数滤波电路 6.2.1 巴特沃兹滤波电路 巴特沃兹滤波电路 Named after Stephen Butterworth, a British engineer who first described this response in his paper On the Theory of Filter Amplifiers, Wireless Engineer, vol. 7, 1930, pp. 536-541. Eleven years later, V.D. Landon coined the phrase maximally flat in his paper Cascade Amplifiers with Maximal Flatness, RCA Review, vol. 5, 1941, pp. 347-362. 6.2.1 巴特沃兹滤波电路 6.2.1 巴特沃兹滤波电路 6.2.1 巴特沃兹滤波电路 6.2.1 巴特沃兹滤波电路 带外衰减 6.2.1 巴特沃兹滤波电路 设计一个归一化的巴特沃兹滤波电路，在2倍截止频率处具有30dB以上的衰减，要求与信号源相连的第一个元件为电感。 确定阶数N 确定基本电路 确定基本参数 巴特沃兹低通滤波电路 巴特沃兹滤波电路的相移 相移 群时延 线性相移巴特沃兹滤波电路 线性相移巴特沃兹滤波电路 Pafnuty Lvovich Chebyshev Born: 16 May 1821 in Okatovo, Russia Died: 8 Dec 1894 in St Petersburg, Russia Pafnuty Lvovich Chebyshev 6.2.2 契比雪夫滤波电路 契比雪夫函数 6.2.2