滤波器基础知识
发表日期 : 2023-05-19

滤波器是射频系统中必不可少的关键部件之一,主要是用来作频率选择—-让需要的频率信号通过而反射不需要的干扰频率信号。

经典的滤波器应用实例是接收机或发射机前端,如图1所示:

Receiver RF Front-end

 

图1   接收机射频前端

 

从图1中可以看到,滤波器广泛应用在接收机中的射频、中频以及基带部分。虽然对这数字技术的发展,采用数字滤波器有取代基带部分甚至中频部分的模拟滤波器,但射频部分的滤波器仍然不可替代。因此,滤波器是射频系统中必不可少的关键性部件之一。

 

Super-heterodyne receiver

图2  常见的超外差式接收机

 

 

The Composition of a GPS receiver

图3 GPS接收机的组成

滤波器的类型

按频率选择的特性:低通高通带通带阻滤波器等;

按实现方式可以分为:LC滤波器、声表面波/体声波滤波器、螺旋滤波器、介质滤波器、腔体滤波器、高温超导滤波器、平面结构滤波器。

 

按不同的频率响应函数可以分为:切比雪夫、广义切比雪夫、巴特沃斯、高斯、贝塞尔函数、椭圆函数等。

 

滤波器的众多分类方法及其诸多特征,集中体现出了实际工程应用中对滤波器的需求是需要综合考量的,也就是说对于用户需求来做设计时,需要综合考虑用户需求。

 

滤波器的选择

滤波器选择时,首先需要确定的就是应该使用低通、高通、带通还是带阻的滤波器。

下面首先介绍一下按频率选择的特性分类的高通、低通、带通以及带阻的频率响应特性及其作用。

Butterworth VS Chebyshev Low Pass Filter

巴特沃斯与切比雪夫低通滤波器

Butterworth VS Chebyshev Low Pass Filter

Butterworth VS Chebyshev Band Pass Filter

巴特沃斯与切比雪夫带通滤波器

Butterworth VS Chebyshev Band Pass Filter

Butterworth VS Chebyshev Band Stop Filter

巴特沃斯与切比雪夫带阻滤波器

Butterworth VS Chebyshev Band Stop Filter

低通跟带通是最常用的滤波器。

低通在混频器部分的镜像抑制、频率源部分的谐波抑制等有广泛应用。

带通在接收机前端信号选择、发射机功放后杂散抑制、频率源杂散抑制等方面广泛使用。

 

下期我们将进一步介绍界定滤波器性能的电特性指标,请敬请关注。

 

 

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