微带滤波器较常见的有发夹形滤波器与平行耦合微带滤波器两种。平行耦合微带滤波器的特点是结构较紧凑,但谐振单元在同一方向上占用空间较大,系统的总插损较大。而发夹形滤波器相比平行耦合微带滤波器,结构更加紧凑,成本低,易集成,占用空间较小。

2。2  带通滤波器的主要参数

    衡量带通滤波器性能的各项主要参数指标如下:

(1)中心频率: 或 

(2)带宽(Bandwidth):通带的3dB带宽(flow—fhigh)

(3)截止频率:下降沿3dB点频率

(4)插入损耗(insertion loss):通带的中心衰减,以dB计

(5)带内波纹(passband ripple):在通带内幅度波动,以dB计

(6)微分时延(differential delay):两个特定的频率点的群时延之差,以ns计

(7)群时延(Group delay):任何离散信号经过滤波器的时延(ns)

(8)绝对衰减(Absolute attenuation):阻带中最大衰减(dB)

(9)每倍频程衰减(dB/Octave):距离截止频率一个倍频程处的衰减(dB)

(10)品质因数Q(quality factor):中心频率与3dB带宽之比

(11)相移(phase shift):当信号经过滤波器引起的相移

(12)反射损耗(Return loss)

(13)形状系数(shape factor):定义为   

(14)止带(stop band或reject band):对于高通、低通、带通滤波器,指从中心频率衰减到指定频率点(如30dB点)的带宽

2。3  带通滤波器的设计原型

低通滤波器原型是所有滤波器设计的基础。下面介绍切比雪夫和巴特沃斯两种常见的低通滤波器原型:

(1) 切比雪夫低通滤波器的插入损耗频响特性曲线(如图2。2所示): 

图2。2切比雪夫低通滤波器插入损耗频响特性曲线

切比雪夫低通滤波器的插入损耗的数学表示式如下:

其中, 为电路里电抗元件的数目,e满足关系式:

其中, 为等波纹频带的边缘频率。

该低通滤波器原型的特点为:结构简单;通带内带内衰减呈波纹特性,且等幅波动,保证通带内的误差均匀分布;频带宽;过渡带、阻带衰减单调递增,改善高频抑制性能;边沿陡峭,是全极点型滤波器中过渡带最窄的滤波器。文献综述

(2)巴特沃斯低通滤波器插入损耗频响特性曲线(如图2。3所示): 

图2。3 巴特沃斯低通滤波器插入损耗频响特性曲线

巴特沃斯低通滤波器插入损耗的数学表示式如下:

 dB                     (2-4)

其中, 对应于电路所需级数, 为衰减3dB的频带边缘点, 满足关系式:

该低通滤波器原型的特点:衰减随频率单调递增,特性简单,容易掌握;通带内误差分布不均匀;阶数小时,过渡带较平坦,不陡峭;要求阻带衰减较大时,阶数较大,不利于硬件实现。

从切比雪夫低通滤波器的插入损耗频响特性曲线和巴特沃斯低通滤波器插入损耗频响特性曲线观察可以发现:

1、若电抗元件的数目 和通带内的衰减 一定,则切比雪夫滤波器有着更快的截止速率。因为其通带到阻带的陡削过渡,所以切比雪夫低通滤波器原型是设计滤波器时的第一优先选择。

2、在滤波器中的电抗元件的损耗较大的情况下,那么滤波器的通带响应的形状与无耗时相比将发生一定的变化,而在切比雪夫滤波器原型中影响尤为严重。

3、巴特沃斯滤波器的延迟畸变要比切比雪夫滤波器小。

2。4  滤波器原型的归一化计算

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