《LC滤波器课件》PPT课件

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1、笫2章滤波器2.1引言2.2滤波器的特性和分类2.3LC滤波器2.3.1LC串、并联谐振回路及耦合回路2.3.2一般LC滤波器2.4声表面波滤波器2.5有源RC滤波器2.6抽样数据滤波器（*）2001年9月--12月1《通信电路原理》--无九2.3.2一般LC滤波器－－设计与实现一般LC滤波器设计与实现需要解决的问题：第一，逼近:按给定频响寻找一个可实现的传输函数；第二，实现：用电网络实现这个传输函数。实际滤波器与理想特性之间主要的区别在于：逼近方法：常用的逼近方法有巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近、椭圆逼近和贝塞尔逼近。通带衰耗不为零；阻带衰耗不为无穷大。通带和阻带之

2、间有过渡带。通带和阻带内不一定平坦，可有起伏。下图可实现的传输函数必须满足如下约束条件：它必须是s的实系数有理函数它的极点必须位于s平面的左半平面分子多项式的阶数必须等于或小于分母多项式的阶数2001年9月--12月2《通信电路原理》--无九2.描述滤波器实际频率特性的参数（十个参数）00Ar表示通带内最大波纹衰减；r称波纹带宽；As表示阻带最小衰减；s表示阻带边缘角频率；p表示通带内幅度起伏；s表示阻带内幅度起伏；c称为截止频率（衰减3分贝处角频率）；还有特征阻抗。其中：Ap表示最大通带衰减；p表示通带角频率；返回2001年9月--12月3《通信电路

3、原理》--无九说明：在实际滤波器的设计中，根据对滤波器频率特性的要求，确定上述这些参数，再根据这些参数，确定最接近这些参数的传输函数和。常用的逼近方法有：巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，椭圆逼近和贝塞尔逼近。由于逼近方法不同，所得的滤波器的特性也有所不同。“信号与系统”第十章有详细介绍。2001年9月--12月4《通信电路原理》--无九3.逼近问题：一、巴特沃斯逼近（Butterworth）（幅度最大平坦型）0式中n为滤波器的阶数，c为截止频率。巴特沃斯滤波器：幅频特性在0频率附近非常平坦，相频特性很好。且通带、阻带下降呈单调性，幅频特性都通过－3dB点。适用于一般

4、性滤波。四种逼近衰减特性曲线的方法2001年9月--12月5《通信电路原理》--无九3.逼近问题（续1）二、切比雪夫逼近（Chebyshev）（等波纹型）0式中为小于1的实常数，它决定通带波纹，它们之间的关系为为切比雪夫多项式。切比雪夫滤波器：幅频特性在通带内有小的起伏,而且误差分布均匀（等波纹），带外单调下降，衰减较快。群延时特性较差，在要求群延时为常数的系统不宜使用。2001年9月--12月6《通信电路原理》--无九三、贝塞尔逼近（Beseel）（相位平坦）：贝塞尔滤波器：在整个通带内，相位-频率特性的起伏最小或最平，群延时最小。但带外衰减慢。四、椭圆逼近

5、：椭圆滤波器：通带、阻带内都为等波纹，幅度-频率特性具有陡峭的边缘或狭窄的过渡频带。3.逼近问题（续2）上述四种滤波器已经编制了设计用的表格，只需确定所需频率特性，即可利用查表的方法得到相应的电路。为了这些数据表格的通用性，将滤波器的阻抗用负载阻抗进行了归一化，频率用截止频率进行了归一化。2001年9月--12月7《通信电路原理》--无九4.实现（1）、滤波器的归一化设计一般网络结构：为梯形网络,共有2n阶次。滤波器的归一化设计将滤波器的阻抗用负载阻抗进行归一化，频率用截止频率进行归一化。工程设计数据表格：滤波器计算曲线，滤波器衰减特性曲线，滤波器群延时特性曲线和

6、数据表和低通滤波器归一化元件值表等。2001年9月--12月8《通信电路原理》--无九4.实现（续1）（1）滤波器的归一化设计滤波器阻抗归一化要求：将阻抗用负载阻抗进行归一化；保持滤波器各元件间的阻抗关系不变。归一化公式：2001年9月--12月9《通信电路原理》--无九4.实现（续2）（1）滤波器的归一化设计滤波器频率归一化要求：将频率用截止频率进行归一化；保持滤波器各元件间的阻抗关系不变。归一化公式：(与频率无关)2001年9月--12月10《通信电路原理》--无九4.实现（续3）（1）滤波器的归一化设计真正元件值计算要将工程设计数据表格中归一化元件值和归一化

7、频率标定成实际截止频率和负载阻抗时的元件值，应该按下式计算：返回2001年9月--12月11《通信电路原理》--无九4、实现（续4）－－低通滤波器的设计（2）低通滤波器的设计步骤利用滤波器计算曲线，确定滤波器的阶次n。选择电路。满足同一要求的低通滤波器电路都有两种结构，它们互为对偶，一般选择电感少的电路。根据给定的技术指标和求得的阶次n，从归一化元件值表中查得归一化元件值。使用上页公式求得各元件的实际值并画出电路图。信号源电阻和负载电阻Rs和RL，通常取二者相等。（幅度最大平坦型、等波纹型………)根据低通滤波器的设计技术指标，选择低通滤波器的形式。2001年9月-

8、-12月1