工程测试测试技术52滤波器

CH5模拟信号的调理与转换5.2滤波器

5.2.1滤波器分类

5.2.2理想滤波器

5.2.3实际滤波器5.2.4模拟滤波器的应用滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分..(滤波器是一种选频装置.)5.2.1滤波器的分类根据模拟滤波器的选频作用低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器,或陷波器按照信号处理的性质模拟滤波器数字滤波器按滤波器元件的性质有源滤波器无源滤波器高通滤波器:允许信号中高于的频率成分几乎不受衰减地通过,其余频率成分受到极大的衰减.低通滤波器:允许低于截止频率的频率成分几乎不受衰减地通过,而使高于的频率成分受到极大的衰减.带阻滤波器:其特性与带通滤波器刚好相反,它使低于下截止频率而高于上截止频率的频率成分不受衰减地通过,而其余成分受到极大衰减.带通滤波器:它使高于下截止频率而低于上截止频率的频率成分几乎无衰减地通过,而其余成分受到极大的衰减.频率特性函数、幅频特性和相频特性分别为:理想低通滤波器的频率特性理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真,阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。

1.脉冲响应理想低通滤波器:脉冲响应函数其波形在整个时间轴上延伸,且其输出在输入到来之前,亦即t<0时便已经出现。理想低通滤波器,在物理上是不可实现的.wcH(w)

给理想滤波器一个脉冲激励,在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前,滤波器就已经有响应了。故物理不可实现。

理想滤波器在时域内的脉冲响应函数h（t)为sinc函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。

实际滤波器1实际滤波器的参数2RC滤波器实际滤波器低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器0A

理想滤波器是不存在的,实际滤波器幅频特性中通带和阻带间没有严格界限,存在过渡带。

5.2.3实际滤波器截止频率滤波器因素(矩形系数)λ(倍频程选择性W)纹波幅度d(带宽B)(品质因数Q

)实际滤波器的参数:1)(截止频率)：幅频特性值等于（)所对应的频率称为滤波器的截止频率。

(-3dB)又称半功率点

:因为在该频率下功率下降一半。

P=1/2P00A00.707A00A00.707A0d1)纹波幅度d

在一定的频率范围内,幅频特性的波动范围的大小.0A00.707A03)带宽B:上下截止频率间范围B0A00.707A0BQ=w0

/B品质因数Q

:中心频率

和带宽的比值

中心频率:0A00.707A0B4)倍频程选择性：频率变化一个倍频程时的衰减量.dB(decibel)滤波器因素(矩形系数)λ：理想滤波器,λ=1实际滤波器,λ=（1～5)5.2.4模拟滤波器的设计低通滤波器Bulterworth巴特沃思滤波器020403Chebyshev切比雪夫滤波器确定滤波器的传递函数01Elliptic椭圆滤波器Bessel贝塞尔滤波器0506实现滤波器巴特沃思滤波器仅考虑幅频特性.具有最大平坦的幅频特性.巴特沃思滤波器设计一低通巴特沃思滤波器,要求通带截止频率2kHz,阻带始点频率4kHz处衰减量-15dB.求得n=2.468,取n=3解:n=2.468andmaken=3滤波器的设计2滤波器的实现RC滤波器电路简单;抗干扰性强;低频特性好;采用RC就能实现;RC滤波器低通RC滤波器高通RC滤波器带通RC滤波器带阻RC滤波器1)低通RC滤波器电路微分方程:频率响应:幅频、相频特性:当

,因此,RC决定了截止频率的值.

则截止频率为：微分方程:频率响应传递函数频率响应当,则有截止频率为频率响应:频率响应:下截止频率:上截止频率:高通滤波器的截止频率低通滤波器的截止频率4