濾波器的主要引數概念 (definitions)
濾波器(filter)是指減少或消除諧波對電力系統影響的電氣部件。濾波器是一種用來消除干擾雜訊的器件，將輸入或輸出經過過濾而得到純淨的直流電。對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，其功能就是得到乙個特定頻率或消除乙個特定頻率。
1. 中心頻率(center frequency)：濾波器通帶的中心頻率f0，一般取f0=(f1+f2)/2，f1、f2為帶通或帶阻濾波器左、右相對下降1db或3db邊頻點。窄帶濾波器常以插損最小點為中心頻率計算通帶頻寬。
2. 截止頻率(cutoff frequency)：指低通濾波器的通帶右邊頻點及高通濾波器的通帶左邊頻點。通常以1db或3db相對損耗點來標準定義。相對損耗的參考基準為：低通以dc處插損為基準，高通則以未出現寄生阻帶的足夠高通帶頻率處插損為基準。
3. 通帶頻寬(bwxdb)：(下圖)指需要通過的頻譜寬度，bwxdb=(f2-f1)。f1、f2為以中心頻率f0處插入損耗為基準，下降x(db)處對應的左、右邊頻點。通常用x=3、1、0.5 即bw3db、bw1db、bw0.5db 表徵濾波器通帶頻寬引數。分數頻寬(fractional bandwidth)=bw3db/f0×100%，也常用來表徵濾波器通帶頻寬。
4. 插入損耗(insertion loss)：由於濾波器的引入對電路中原有訊號帶來的衰耗，以中心或截止頻率處損耗表徵，如要求全帶內插損需強調。
5. 紋波(ripple)：指1db或3db頻寬(截止頻率)範圍內，插損隨頻率在損耗均值曲線基礎上波動的峰(即峰值)。
6. 帶內波動(pass band ripple)：通帶內插入損耗隨頻率的變化量。1db頻寬內的帶內波動是 1db。
7. 帶內駐波比(vswr)：衡量濾波器通帶內訊號是否良好匹配傳輸的一項重要指標。理想匹配vswr=1：1，失配時vswr＞1。對於乙個實際的濾波器而言，滿足vswr＜1.5：1的頻寬一般小於bw3db，其佔bw3db的比例與濾波器階數和插損相關。
8. 回波損耗(return loss)：埠訊號輸入功率與反射功率之比的分貝(db)數，也等於|20log10ρ|，ρ為電壓反射係數。輸入功率被埠全部吸收時回波損耗為無窮大。
9. 阻帶抑制度( stop-band rejection)：衡量濾波器選擇效能好壞的重要指標。該指標越高說明對帶外干擾訊號抑制的越好。通常有兩種提法：一種為要求對某一給定帶外頻率fs抑制多少db，計算方法為fs處衰減量as-il；另一種為提出表徵濾波器幅頻響應與理想矩形接近程度的指標——矩形係數(kxdb＞1)，kxdb=bwxdb/bw3db，(x可為40db、30db、20db等)。濾波器階數越多矩形度越高——即k越接近理想值1，製作難度當然也就越大。
10. 延遲(td)：指訊號通過濾波器所需要的時間，數值上為傳輸相位函式對角頻率的導數，即td=df/dv。
11. 帶內相位線性度(phase linearity in band)：該指標表徵濾波器對通帶內傳輸訊號引入的相位失真大小。按線性相位響應函式設計的濾波器具有良好的相位線性度，但頻率選擇性很差，限於脈衝、或調相訊號傳輸系統應用。
濾波器的主要特性指標
1、特徵頻率：
①通帶截頻fp=wp/(2p)為通帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點訊號增益下降到乙個人為規定的下限。
②阻帶截頻fr=wr/(2p)為阻帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點訊號衰耗(增益的倒數)下降到一人為規定的下限。
③轉折頻率fc=wc/(2p)為訊號功率衰減到1/2(約3db)時的頻率，在很多情況下，常以fc作為通帶或阻帶截頻。
④固有頻率f0=w0/(2p)為電路沒有損耗時，濾波器的諧振頻率，複雜電路往往有多個固有頻率。
2、增益與衰耗
濾波器在通帶內的增益並非常數。
①對低通濾波器通帶增益kp一般指w=0時的增益；高通指w→∞時的增益；帶通則指中心頻率處的增益。
②對帶阻濾波器，應給出阻帶衰耗，衰耗定義為增益的倒數。
③通帶增益變化量△kp指通帶內各點增益的最大變化量，如果△kp以db為單位，則指增益db值的變化量。
3、阻尼係數與品質因數
阻尼係數是表徵濾波器對角頻率為w0訊號的阻尼作用，是濾波器中表示能量衰耗的一項指標。
阻尼係數的倒數稱為品質因數，是*價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的乙個重要指標，q= w0/△w。式中的△w為帶通或帶阻濾波器的3db頻寬， w0為中心頻率，在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。
4、靈敏度
濾波電路由許多元件構成，每個元件引數值的變化都會影響濾波器的效能。濾波器某一效能指標y對某一元件引數x變化的靈敏度記作sxy，定義為： sxy=(dy/y)/(dx/x)。
該靈敏度與測量儀器或電路系統靈敏度不是乙個概念，該靈敏度越小，標誌著電路容錯能力越強，穩定性也越高。
5、群時延函式
當濾波器幅頻特性滿足設計要求時，為保證輸出訊號失真度不超過允許範圍，對其相頻特性∮(w)也應提出一定要求。在濾波器設計中，常用群時延函式d∮(w)/dw*價訊號經濾波後相位失真程度。群時延函式d∮(w)/dw越接近常數，訊號相位失真越小。
濾波器的作用和濾波器的型別
濾波器對不同頻率的訊號有不同的作用：在通帶內使訊號受到很小的衰減而通過；在通帶與阻帶之間的一段過渡帶使訊號受到不同程度的衰減；在阻帶內使訊號受到很大的衰減而起到抑制作用。
按照濾波器的三種頻帶在全頻帶中分布位置的不同，濾波器可分為以下四種基本型別：低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器和帶阻濾波器。除此之外，還有一種濾波器——全通濾波器，各種頻率的訊號都能通過，但通過以後不同頻率訊號的相位有不同的變化，實際上全通濾波器是一種移相器。
濾波器的型別
根據組成電路的不同，濾波器還可分為：lc無源濾波器、rc無源濾波器、特殊元件構成的無源濾波器、rc有源濾波器。
1.lc無源濾波器：由電感和電容構成，具有良好的頻率選擇特性，並且訊號能量損失小、雜訊低、靈敏度低。缺點：電感元件體積大不便於整合化、在低頻和超低頻範圍內品質因數低(頻率選擇性差)。
2.rc無源濾波器：與lc無源濾波器相比，用電阻取代了電感，解決了體積大的缺陷，但此類濾波器的頻率選擇特性比較差，一般只用作低效能的濾波器。
3.特殊元件構成的無源濾波器：這類濾波器諸如：機械濾波器、壓電陶瓷濾波器、晶體濾波器等。
工作原理一般是通過電能與機械能或分子振動的動能間的相互轉換，並與器件固有頻率諧振實現頻率的選擇，多用作頻率選擇效能很高的帶通或者帶阻濾波器。
優點：品質因數可達千萬至數萬、穩定性很高，可實現其他型別濾波器無法實現的特性。缺點：種類有限、調整不方便，一般僅用於某些特殊場合。
4.rc有源濾波器：該型別的濾波器克服了rc無源濾波器中電阻元件消耗訊號功率的缺陷，在電路中引入具有能量放大作用的有源器件如：電子管、電晶體、運算放大器等有源器件，能夠彌補損失的能量，使rc濾波器既具有了像lc濾波器一樣的良好頻率選擇特性，又具有體積小、便於整合的優點。
帶通濾波器作用和用途 廣播百科 帶通濾波器
第 464期 帶通濾波器 band pass filter 是乙個允許特定頻段的波通過同時遮蔽其他頻段的裝置。比如rlc振盪迴路就是乙個模擬帶通濾波器。帶通濾波器是指能通過某一頻率範圍內的頻率分量 但將其他範圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶阻濾波器的概念相對。帶通濾波器 band pass ...
帶通濾波器作用和用途 濾波器原理，各式盡在掌握
帶通濾波器 帶通濾波器是指能通過某一頻率範圍內的頻率分量 但將其他範圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶阻濾波器的概念相對。乙個模擬帶通濾波器的例子是電阻 電感 電容電路。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產生。將上述兩種典型濾波器加以組合，過濾掉低於fl的部分和高於fh的部分，則剩...
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