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有源濾波器新聞

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有源濾波器的幾種分類說明

有源濾波器的幾種分類說明

2018-06-19 10:24:00

    有源濾波器是測試測量電路中經常會使用到的電路,大家也經常會看到MFB濾波器,巴特沃斯濾波器,等各種不同的說法。

一.有源濾波器的頻率響應

    有源濾波器可以分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器四種,四種濾波器是可以相互轉化的,低通濾波器通帶增益恒定,過渡是帶無窮小,過渡區域斜率無窮大,阻帶增益為0。就是這樣理想的幅頻特性在現實當中是不存在的。所以濾波器設計的中心問題,就是要計算出一個響應曲線,按照規定的精确度逼近理想情況的濾波器,并在實驗室中制作實現。在下圖中的實線就是一條低通濾波器的實際響應曲線:

下載.jpg

實際電路設計被大家接受的濾波器幅頻響應特性有以下四種:巴特沃斯濾波器,切比雪夫濾波器,橢圓濾波器,貝塞爾濾波器。

1.巴特沃斯濾波器

具有最大幅度平坦度特性,使用該濾波器可獲得盡可能平坦的通帶幅頻響應。高于截止頻率的頻帶衰減具有适中的斜率,其脈沖響應具有适當的過沖及振鈴。下圖為不同階數巴特沃斯濾波器的幅頻響應和時域響應;

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2.切比雪夫濾波器

與巴特沃斯型相比,此類濾波器在通帶以外的衰減更為陡峭,但這是以犧牲通帶内的紋波為代價的。切比雪夫濾切比雪夫濾波器的截止頻率定義為響應滾降至低于紋波帶的頻點。在極點數量一定時,增加通帶紋波可實現更陡峭截止。相對于巴特沃茲濾波器而言,切比雪夫濾波器的脈沖響應具有更大的振鈴。下圖為切比雪夫響應:

qie.jpg

3.橢圓濾波器

橢圓濾波器又稱考爾濾波器,是在通帶和阻帶等波紋的一種濾波器。橢圓濾波器相比其他類型的濾波器,在階數相同的條件下有着最小的通帶和阻帶波動。它在通帶和阻帶的波動相同,這一點區别于在通帶和阻帶都平坦的巴特沃斯濾波器,以及通帶平坦、阻帶等波紋或是阻帶平坦、通帶等波紋的切比雪夫濾波器。

tuo.jpg


4.貝賽爾濾波器

    因為線性相位響應的特性,讓這類濾波器有最優的脈沖響應性能。對于給定的極點數量而言,貝賽爾的幅頻響應不如巴特沃茲平坦。盡管須采用更高階的貝賽爾濾波器來逼近給定的巴特沃茲濾波器的幅頻響應,但考慮到貝賽爾濾波器的脈沖響應保真度,增加一定的複雜性也是物有所值的。下圖是貝賽爾濾波器頻域響應與時域響應:

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    因為有源濾波器頻率響應特性計算比較複雜,目前進行有源濾波器設計時一般采用計算機進行輔助設計。現在應用廣泛的濾波器設計軟件有Filter Solutions,FilterPro。是TI公司的免費軟件,可以直接從TI官方網站免費下載。