滤波器主要参数与特性指标.docx

滤波器的主要参数（Definitions :之袁州冬雪创 作中心频率（Center Frequency）:滤波器通带的频率fO, 一般取f0= （f1+f2） /2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、 右相对下降1dB或3dB边频点.窄带滤波器常以插损最小点 为中心频率计算通带带宽.截止频率（Cutoff Frequency ）:指低通滤波器的通带右 边频点及高通滤波器的通带左边频点•通常以1dB或3dB相 对损耗点来尺度定义.相对损耗的参考基准为：低通以 DC 处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频 率处插损为基准.通带带宽（BWxdB）:指需要通过的频谱宽度，BWxdB二 （f2-f1 ）.f1、f2为以中心频率f0处拔出损耗为基准，下 降X（dB）处对应的左、右边频点•通常常使用X=3、1、 0.5即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB表征滤波器通带带宽参数. 分数带宽（fractional bandwidth ）二BW3dB/f0X100[%], 也常常使用来表征滤波器通带带宽.拔出损耗（Insertion Loss）:由于滤波器的引入对电路 中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征， 如要求全带内插损需强调.纹波（Ripple）：扌旨1dB或3dB带宽（截止频率）范围 内，插损随频率在损耗均值曲线基础上动摇的峰-峰值.带内动摇（Passband Riplpe）:通带内拔出损耗随频率的 变更量.1dB带宽内的带内动摇是1dB.带内驻波比（VSWR）:衡量滤波器通带内信号是否杰出匹配传输的一项重要指标.抱负匹配 VSWR=1： 1，失配时VSWR<1 •对于一个实际的滤波器而言，知足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的 地方电压振幅相减为最小电压振幅 Vmin ，形成波节.其它 各点的振幅值则介于波腹与波节之间.这种合成波称为行驻 波.驻波比是驻波波腹处的电压幅值 Vmax 与波节处的电压 幅值Vmin之比.回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率 之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10p|,p为电压反射 系数.输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大. 回波损耗，又称为反射损耗.是电缆链路由于阻抗不匹配所 发生的反射，是一对线自身的反射.从数学角度看，回波损耗为 -10 lg ［（反射功率）/（入射功 率）］.回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响. 阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标.该指标 越高说明对带外干扰信号抑制的越好.通常有两种提法：一 种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB,计算方法为 fs处衰减量As-IL ；另外一种为提出表征滤波器幅频响应 与抱负矩形接远程度的指标——矩形系数（ KxdB<1 ）， KxdB=BWxdB/BW3dB，（X 可为 40dB、30dB、20dB 等）.滤波 器阶数越多矩形度越高——即 K 越接近抱负值 1，制作难度 当然也就越大.延迟（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为 传输相位函数对角频率的导数，即 Td=df/dv.带内相位线性度：该指标表征滤波器对通带内传输信号引 入的相位失真大小.按线性相位响应函数设计的滤波器具有 杰出的相位线性度.特性指标1、特征频率：1） 通带截频fp=wp/ （2p）为通带与过渡带鸿沟点的频率， 在该点信号增益下降到一个人为规定的下限；2） 阻带截频fr=wr/（2p）为阻带与过渡带鸿沟点的频率， 在该点信号衰耗下降到一人为规定的下限；3） 转折频率fc=wc/（2p ）为信号功率衰减到 1/2 （约 3dB）时的频率，在很多情况下，常以fc作为通带或阻带 截频；4） 固有频率f0=w0/（2p）为电路没有损耗时，滤波器的谐 振频率，复杂电路往往有多个固有频率.2、增益与衰耗 滤波器在通带内的增益并不是常数.1） 对低通滤波器通带增益Kp —般指w=0时的增益；高通 指wT®时的增益；带通则指中心频率处的增益；2） 对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒 数；3） 通带增益变更量指通带内各点增益的最大变更量， 如果以dB为单位，则指增益dB值的变更量.3、阻尼系数与品质因数阻尼系数是表征滤波器对角频率为w0信号的作用，是滤波 器中暗示能量衰耗的—项指标.阻尼系数的倒数称为品质因数，是*价带通与带阻滤波器频 率选择特性的一个重要指标，Q= wO/Aw•式中的Aw为带通 或带阻滤波器的3dB带宽，wO为中心频率，在很多情况下 中心频率与固有频率相等.品质因数电学和磁学的量.暗示—个储能器件（如电感线圈、电容 等）、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的—种 质量指标；串联谐振回路中电抗元件的 Q 值等于它的电抗 与其等效串联电阻的比值；元件的 Q 值愈大，用该元件组 成的电路或网络的选择性愈佳.在串联电路中，电路的品质因数 Q 有两种丈量方法，—是 根据公式Q二UL/UO二Uc/UO测定，Uc与UL分别为谐振时电 容器C与电感线圈L上的电压；另外一种方法是通过丈量 谐振曲线的通频带宽度厶f=f2-f1,再根据Q=f0/(f2-f1 )求 出Q值.式中f0为谐振频率，f2与f1是失谐时，亦即输出 电压的幅度下降到最大值的1/72 (=0.707)倍时的上、下 频率点.Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择 性越好.4、 活络度 滤波电路由许多元件构成，每一个元件参数值的变更都会 影响滤波器的性能•滤波器某一性能指标y对某一元件参数 x变更的活络度记作Sxy,定义为：Sxy=(dy/y)/(dx/x).该活络度与丈量仪器或电路系统活络度不是一个概念，该 活络度越小，标记着电路容错才能越强，稳定性也越高.5、 群时延函数 当滤波器幅频特性知足设计要求时，为包管输出信号失真 度不超出允许范围，对其相频特性0(w)也应提出一定要求. 在滤波器设计中，常常使用群时延函数d@(w)/dw*价信号 经滤波后相位失真程度•群时延函数d@(w)/dw越接近常数.。