在上期文章中,我们介绍了滤波器的基本概念。本文将主要介绍界定滤波器性能的电性能指标。通常,描述滤波器电性能技术指标有:
- 阶数(级数)
- 绝对带宽/相对带宽
- 截止频率
- 驻波
- 带外抑制
- 纹波
- 损耗
- 通带平坦度
- 相位线性度
- 绝对群时延
- 群时延波动
- 功率容量
- 相位一致性
- 幅度一致性
- 工作温度范围
下面对滤波器这些电性能指标作逐一解释。
阶数(级数):对于高通和低通滤波器来讲,阶数就是滤波器中电容、电感的个数总和。对于带通滤波器来讲,阶数是并联谐振器的总数;对于带阻滤波器来讲,阶数是串联谐振器与并联谐振器的总数。
绝对带宽/相对带宽:该指标通常用于带通滤波器,表征可以通过滤波器的信号频率范围,体现滤波器的频率选择。相对带宽是绝对带宽与中心频率的百分比。
五阶低通滤波器
五阶高通滤波器
六阶带通滤波器仿真曲线
截止频率:截止频率通常用于高通跟低通滤波器。对于低通滤波器截止表征滤波器最高能通过的频率范围;对于高通滤波器,截止频率表征滤波器最低能通过的频率范围。
驻波:即矢网测得的S11,表示滤波器端口阻抗与系统所需阻抗的匹配程度。表示输入信号有多少未能进入滤波器而被反射回输入端。
九阶低通滤波器仿真曲线
损耗:损耗表示信号通过滤波器后损失的能量,也就是滤波器消耗的能量。
通带平坦度:滤波器通带范围内损耗最大值与损耗最小值之差的绝对值。表征滤波器对不同频率信号的能量消耗的区别。
带外抑制:滤波器通带频率范围以外的“衰减量”。表征滤波器对不需要的频率信号的选择能力。
带通滤波器仿真S参数曲线
纹波:滤波器通带内S21曲线起伏的波峰与波谷之间的差值。
相位线性度:滤波器通带频率范围内相位与一条与中心频率时延相等的传输线之间的相位差值。表征滤波器的色散特性。
绝对群时延:滤波器通带范围内信号从输入端口传输至输出端口所用的时间。
群时延波动:滤波器通带范围内绝对群时延最大值与最小值之差。表征滤波器的色散特性。
带通滤波器仿真S参数曲线
带通滤波器仿真群时延曲线
功率容量:可以输入滤波器的通带信号的最大功率。
相位一致性:同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号相位的差值。表征批次滤波器之间的差别(一致性)。
幅度一致性:同一指标同一批次不同滤波器之间的传输信号损耗的差值。表征批次滤波器之间的差别(一致性)。
工作温度范围:滤波器能按用户需求指标能正常工作的温度范围。表征滤波器的对温度环境的适应性。
各种不同结构类型的滤波器,有自身不同的性能特点,这些特点对应着不同的应用场合。
合理的选择滤波器的结构,有助于改善不同需求的系统性能。
下一期我们将讲述不同结构类型的滤波器的优缺点,敬请关注。
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