1.帶通濾波器設計簡介

帶通濾波器band-pass filter是指能通過某一頻率范圍內的頻率分量但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器比如RLC振蕩回路就是一個模擬帶通濾波器一個理想的帶通濾波器應該有一個完全平坦的通帶在通帶內沒有放大或者衰減并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉另外通帶外的轉換在極小的頻率范圍完成

2.帶通濾波器設計原理

帶通濾波器的原理是一個低通濾波器加一個高通濾波器帶通濾波器的上限截止頻率是低通濾波器的上限截止頻率帶通濾波器的下限截止頻率是高通濾波器的下限截止頻率

一個理想的帶通濾波器應該有一個完全平坦的通帶在通帶內沒有放大或者衰減并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉

實際上并不存在真正意義的理想帶通濾波器真實的濾波器無法完全過濾掉所設計的通帶之外的頻率信號在理想通帶邊界有一部分頻率衰減的區域不能完全過濾這通常稱為濾波器的滾降現象并且使用每十倍頻的衰減幅度的dB數來表示通常濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好這樣濾波器的性能就與設計更加接近然而隨著滾降范圍越來越小通帶就變得不再平坦開始出現波紋這種現象在通帶的邊緣處尤其明顯這種效應稱為吉布斯現象

在頻帶較低的剪切頻率fL和較高的剪切頻率fH之間是共振頻率這里濾波器的增益最大濾波器的帶寬Bw就是fH和fL之間的差值帶通濾波器的中心頻率fo和帶寬Bw之間的關系為

Q=fo/Bw=fo/fH-fL

Fo=fH+fL/2

3.帶通濾波器設計

帶通濾波器的原理是一個低通濾波器加一個高通濾波器所以通過高通濾波器和低通濾波器級聯實現一個帶通濾波器并且通過多級反饋減少干擾信號對濾波器的影響在設計帶通濾波器時一般的設計步驟如下

1.傳遞函數設計根據對濾波器特性的要求設計某種類型的n階傳遞函數再將n階傳遞函數分解為幾個低階如一階二階或三階傳遞函數乘積的形式

2.電路設計按各個低階傳遞函數的設計要求設計和計算有源濾波器電路的基本節點首先選擇電路形式再根據所設計的傳遞函數設計和計算相應的元件參數值

3.電路裝配和調試先設計和裝配好各個低階濾波器電路再將各個低階電路級聯起來組成整個濾波器電路對整個濾波器電路進行相應的調整和性能測試檢驗設計結果