滤波器通带

滤波器通带滤波器定义

网络的一种类型.即只让某一频带的信号通过而阻止其他频带的信号通过的网络。信号能通过的频带称为通带，信号不能通过的频带称为阻带。 滤波器对通带以外的频率衰减很大，抑制信号通过，称为阻带（或止带）。

滤波器通带滤波器的类型

根据通频带的范围，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。

按元件的构成，滤波器可分为LC滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和由机械元件组成的机械滤波器等。

常用的滤波器是T形和Ⅱ形（X形也可等效为T形或Ⅱ形），最简单的是г形，两个г形可构成T形或Ⅱ形滤波器，г形网络的串联臂阻抗取Z₁/2，并联臂阻抗取2Z₂。

（1）K式滤波器的条件　在г形、T形、Ⅱ形滤波器中，如果串联臂阻抗与并联臂阻抗的乘积是常数，并且是一个正实数，则这种滤波器称为K式滤波器。令其常数为K，则K式滤波器的条件是

对于T形及Ⅱ形滤波器要满足上式条件，Z₁和Z₂的电抗必定是异号。如果Z₁、Z₂都是纯电阻，虽然也满足上述条件，但对于通过的电流只能给予一定的衰减，而与频率无关，则不是滤波器，所以Z₁和Z₂的电抗性质相反是滤波器构成的条件。

（2）滤波器的通带条件根据分析推导，滤波器的通带条件为

从滤波器的构成条件可知，Z₁/4Z₂不会是正的。由上式通带条件，Z₁/4Z₂=0和Z₁/4Z₂=-1成为滤波器通带和阻带的边界条件。

Z₁/4Z₂在0与-1之间为通带，Z₁/4Z₂≤-1或Z₁/4Z₂≥0为阻带。满足边界条件的频率是截止频率，滤波器的截止频率可由下式求得

滤波器通带，英文名filter transmission band，是滤波器允许通过信号的频率范围。

滤波器通带（filter transmission band），信号通过滤波器时，衰减最小的频带，即滤波器允许通过信号的频率范围。理想滤波器是指无衰减的传输频带。

实际滤波器的通带内不仅有衰减，还有衰减畸变。因此在设计滤波器时，通常规定通带衰减不得超过的数值，或者规定通带内衰减变化的最大容许值。

滤波器通带低通滤波器

低通滤波器串联臂是电感线圈，它对高频呈现较大的阻抗，能抑制高频信号传输至输出端；并联臂是电容，对高频呈现较小的阻抗，使高频信号有较大的分流作用。

串联臂电感对低频呈现较低阻抗，使低频信号无衰减地通过；并联臂电容对低频呈现高阻抗，分流作用很小，所以构成了只让低频信号通过而对高频信号具有很大抑制能力的低通滤波器。

滤波器通带高通滤波器

其中，串联臂电容对低频呈现较大的阻抗，能抑制低频信号传输至输出端，而并联臂电感对低频信号呈现较小的阻抗，分流作用较大;串联臂电容对高频呈现较低阻抗，并联臂电感对高频信号分流作用很小，因此高频容易通过。

综上所述，这是一种只让高频通过，而抑制低频传输的高通滤波器。

滤波器通带带通滤波器

前面低通和高通滤波器都是应用单个电抗元件作为串联臂阻抗和并联臂阻抗，但在带通滤波器中，则用串联谐振和并联谐振分别组成串联臂和并联臂阻抗。

滤波器通带带阻滤波器

如果将带通滤波器中的元件连接方法调换一下，即串联臂用并联谐振回路，而并联臂改用串联谐振回路，则可得到与带通特性相反的带阻滤波器。

低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。

电路性能参数

二阶低通滤波器的通带增益

截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。

品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。

滤波器的主要参数：

中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1 f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。

截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。

通带带宽：指需要通过的频谱宽度，BW=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准。

插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。

纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰值。

带内波动（Passband Ripple）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。

带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR 大于1。对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR小于1.5：1的带宽一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例与滤波器阶数和插损相关。

回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于20Log10ρ，ρ为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。

阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法为fs处衰减量；另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标——矩形系数（KxdB大于1），KxdB=BWxdB/BW3dB，（X可为40dB、30dB、20dB等）。滤波器阶数越多矩形度越高——即K越接近理想值1，制作难度当然也就越大。

延迟（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即Td=df/dv。

带内相位线性度：该指标表征滤波器对通带内传输信号引入的相位失真大小。按线性相位响应函数设计的滤波器具有良好的相位线性度。