模擬濾波器是能對模擬或連續(xù)時間信號進行濾波的電路和器件，與模擬濾波器相對應的是數(shù)字濾波器。為增進大家對模擬濾波器的認識，本文將對模擬濾波器、模擬濾波器的頻率特性予以介紹。如果你對模擬濾波器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、模擬濾波器
模擬濾波器(Analog filter)分為無源濾波器(Passive filter)和有源濾波器(Active filter)，其中無源濾波器由R、L、C組成，有源濾波器由集成運放和R、C組成，不需要使用電感。
集成運放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。但集成運放帶寬有限，所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。
濾波器是一種能使有用信號順利通過而同時對無用頻率信號進行抑制(或衰減)的電子裝置。工程上常用它來做信號處理、數(shù)據(jù)傳送和抑制干擾等。
以往主要采用無源元件R、L和C組成模擬濾波器，六十年代以來，集成運放獲得了迅速地發(fā)展，由它和R、C組成的源濾波器，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點。
此外，由于集成運放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，而輸出阻抗又很低，而且，由其構成的有源濾波器還具且一定的電壓放大和緩沖作用。因此，基于放大器和R、C構成的有源濾波器應用日益廣泛。
二、模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性
(一)模擬濾波器的傳遞函數(shù)
模擬濾波電路的特性可由傳遞函數(shù)來描述。傳遞函數(shù)是輸出與輸入信號電壓或電流拉氏變換之比。
經(jīng)分析，任意個互相隔離的線性網(wǎng)絡級聯(lián)后，總的傳遞函數(shù)等于各網(wǎng)絡傳遞函數(shù)的乘積。這樣，任何復雜的濾波網(wǎng)絡，可由若干簡單的一階與二階濾波電路級聯(lián)構成。
(二)模擬濾波器的頻率特性
模擬濾波器的傳遞函數(shù)H(s)表達了濾波器的輸入與輸出間的傳遞關系。若濾波器的輸入信號Ui是角頻率為w的單位信號，濾波器的輸出Uo(jw)=H(jw)表達了在單位信號輸入情況下的輸出信號隨頻率變化的關系，稱為濾波器的頻率特性函數(shù)，簡稱頻率特性。
頻率特性H(jw)是一個復函數(shù)，其幅值A(w)稱為幅頻特性，其幅角∮(w)表示輸出信號的相位相對于輸入信號相位的變化，稱為相頻特性。
(三)濾波器的主要特性指標
1、特征頻率：
①通帶截頻fp=wp/(2p)為通帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點信號增益下降到一個人為規(guī)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，在該點信號衰耗(增益的倒數(shù))下降到一人為規(guī)定的下限。
③轉折頻率fc=wc/(2p)為信號功率衰減到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，復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并非常數(shù)。
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(shù)。
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、阻尼系數(shù)與品質因數(shù)
阻尼系數(shù)是表征濾波器對角頻率為w0信號的阻尼作用，是濾波器中表示能量衰耗的一項指標。
阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質因數(shù)，是評價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個重要指標，Q= w0/△w。式中的△w為帶通或帶阻濾波器的3dB帶寬， 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，每個元件參數(shù)值的變化都會影響濾波器的性能。濾波器某一性能指標y對某一元件參數(shù)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(tǒng)靈敏度不是一個概念，該靈敏度越小，標志著電路容錯能力越強，穩(wěn)定性也越高。
5、群時延函數(shù)
當濾波器幅頻特性滿足設計要求時，為保證輸出信號失真度不超過允許范圍，對其相頻特性∮(w)也應提出一定要求。在濾波器設計中，常用群時延函數(shù)d∮(w)/dw評價信號經(jīng)濾波后相位失真程度。群時延函數(shù)d∮(w)/dw越接近常數(shù)，信號相位失真越小。
以上便是此次帶來的模擬濾波器相關內容，通過本文，希望大家對模擬濾波器已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來更多精彩內容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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