看完的都贊了！超詳細(xì)的濾波器基礎(chǔ)知識！
[導(dǎo)讀]濾波器是射頻系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵部件之一，主要是用來作頻率選擇----讓需要的頻率信號通過而反射不需要的干擾頻率信號。 經(jīng)典的濾波器應(yīng)用實(shí)例是接收機(jī)或發(fā)射機(jī)前端，如圖1、圖2所示： 從圖1中可以看到，濾波器廣泛應(yīng)用在接收機(jī)中的射頻、中頻以及基帶部分
經(jīng)典的濾波器應(yīng)用實(shí)例是接收機(jī)或發(fā)射機(jī)前端，如圖1、圖2所示：
濾波器的分類有很多種方法。例如：
按頻率選擇的特性可以分為：低通、高通、帶通、帶阻濾波器等；
按不同的頻率響應(yīng)函數(shù)可以分為：切比雪夫、廣義切比雪夫、巴特沃斯、高斯、貝塞爾函數(shù)、橢圓函數(shù)等。
對于不同的濾波器分類，主要是從不同的濾波器特性需求來描述濾波器的不同特征。
濾波器的這種眾多分類方法所描述的濾波器不同的眾多特征，集中體現(xiàn)出了實(shí)際工程應(yīng)用中對濾波器的需求是需要綜合考量的，也就是說對于用戶需求來做設(shè)計時，需要綜合考慮用戶需求。
濾波器選擇時，首先需要確定的就是應(yīng)該使用低通、高通、帶通還是帶阻的濾波器。
下面首先介紹一下按頻率選擇的特性分類的高通、低通、帶通以及帶阻的頻率響應(yīng)特性及其作用。
最常用的濾波器是低通跟帶通。低通在混頻器部分的鏡像抑制、頻率源部分的諧波抑制等有廣泛應(yīng)用。帶通在接收機(jī)前端信號選擇、發(fā)射機(jī)功放后雜散抑制、頻率源雜散抑制等方面廣泛使用。
濾波器在微波射頻系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，作為一功能性部件，必然有其對應(yīng)的電性能指標(biāo)用于描述系統(tǒng)對該部件的性能需求。
對應(yīng)不同的應(yīng)用場合，對濾波器某些電器性能特性有不同的要求。
描述濾波器電性能技術(shù)指標(biāo)有：
絕對帶寬/相對帶寬
截止頻率
駐波
帶外抑制
紋波
損耗
通帶平坦度
相位線性度
絕對群時延
群時延波動
功率容量
相位一致性
幅度一致性
工作溫度范圍
階數(shù)（級數(shù)）：對于高通和低通濾波器來講，階數(shù)就是濾波器中電容、電感的個數(shù)總和。對于帶通濾波器來講，階數(shù)是并聯(lián)諧振器的總數(shù)；對于帶阻濾波器來講，階數(shù)是串聯(lián)諧振器與并聯(lián)諧振器的總數(shù)。
絕對帶寬/相對帶寬：該指標(biāo)通常用于帶通濾波器，表征可以通過濾波器的信號頻率范圍，體現(xiàn)濾波器的頻率選擇。相對帶寬是絕對帶寬與中心頻率的百分比。
駐波：即矢網(wǎng)測得的S11，表示濾波器端口阻抗與系統(tǒng)所需阻抗的匹配程度。表示輸入信號有多少未能進(jìn)入濾波器而被反射回輸入端。
通帶平坦度：濾波器通帶范圍內(nèi)損耗最大值與損耗最小值之差的絕對值。表征濾波器對不同頻率信號的能量消耗的區(qū)別。
帶外抑制：濾波器通帶頻率范圍以外的“衰減量”。表征濾波器對不需要的頻率信號的選擇能力。
紋波：濾波器通帶內(nèi)S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。
相位線性度：濾波器通帶頻率范圍內(nèi)相位與一條與中心頻率時延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性。
絕對群時延：濾波器通帶范圍內(nèi)信號從輸入端口傳輸至輸出端口所用的時間。
群時延波動：濾波器通帶范圍內(nèi)絕對群時延最大值與最小值之差。表征濾波器的色散特性。
功率容量：可以輸入濾波器的通帶信號的最大功率。
相位一致性：同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號相位的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）。
幅度一致性：同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號損耗的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）。
相位線性度：濾波器通帶頻率范圍內(nèi)相位與一條與中心頻率時延相等的傳輸線之間的相位差值。表征濾波器的色散特性。
絕對群時延：濾波器通帶范圍內(nèi)信號從輸入端口傳輸至輸出端口所用的時間。
群時延波動：濾波器通帶范圍內(nèi)絕對群時延最大值與最小值之差。表征濾波器的色散特性。
功率容量：可以輸入濾波器的通帶信號的最大功率。
相位一致性：同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號相位的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）。
幅度一致性：同一指標(biāo)同一批次不同濾波器之間的傳輸信號損耗的差值。表征批次濾波器之間的差別（一致性）。
聲表采用將電能轉(zhuǎn)換為表面聲波的方式，利用聲波共振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的濾波。該聲表面波濾波器的特點(diǎn)是體積非常小，Q值相對LC高，采用半導(dǎo)體工藝適合批量生產(chǎn)。一只800MHz左右的濾波器體積大概只有一個0805電容大小。其缺點(diǎn)是功率容量小，不適合小批量定制產(chǎn)品，研發(fā)周期長，研發(fā)成本高。
聲表濾波器通常應(yīng)用在終端消費(fèi)電子產(chǎn)品中。
螺旋濾波器是一種半集總參數(shù)的濾波器，其采用放置在空腔內(nèi)的螺旋電感的自諧振來實(shí)現(xiàn)諧振器，通過相鄰諧振器的空間磁場實(shí)現(xiàn)耦合。
其優(yōu)點(diǎn)是：體積較腔體小，Q值、功率容量較LC高。其缺點(diǎn)是：較難實(shí)現(xiàn)寬帶，高頻部分電感不易實(shí)現(xiàn)。
螺旋濾波器通常用在500MHz以下20%相對帶寬，100W平均功率，對插損有一定要求的場合。
介質(zhì)濾波器
介質(zhì)濾波器是采用介質(zhì)填充的四分之一波長短路線或者二分之一開路線實(shí)現(xiàn)的半集總濾波器。其優(yōu)點(diǎn)是Q值較LC高，可以實(shí)現(xiàn)較LC濾波器頻率高的濾波器。其缺點(diǎn)是寄生較近，諧振器需要定制。
濾波器是無線通訊系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵性部件。
濾波器種類繁多，各種濾波器具有不同的性能特點(diǎn)，因此在濾波器選擇時，通常需要綜合考慮客戶的實(shí)際使用環(huán)境以及客戶性能需求才能做出正確、有效、可靠的選擇。
在客戶對濾波器指標(biāo)概念比較模糊時，通常需要詢問客戶體積、損耗、帶外需要抑制的頻率以及抑制度、功率容量等。根據(jù)這幾個簡單的指標(biāo)要求基本可以判斷出濾波器種類。
（免責(zé)聲明：整理本文出于傳播相關(guān)技術(shù)知識，版權(quán)歸原作者所有。）
免責(zé)聲明：本文內(nèi)容由21ic獲得授權(quán)后發(fā)布，版權(quán)歸原作者所有，本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。文章僅代表作者個人觀點(diǎn)，不代表本平臺立場，如有問題，請聯(lián)系我們，謝謝！
下載文檔
