带通滤波器参数计算方法
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滤波器的主要参数(Definitions):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(BWxdB):指需要通过的频谱宽度,BWxdB=(f2-f1)。
f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准,下降X(dB)处对应的左、右边频点。
通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽(fractional bandwidth)=BW3dB/f0×100[%],也常用来表征滤波器通带带宽。
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-峰值。
带内波动(Passband Riplpe):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<1。
对于一个实际的滤波器而言,满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ,形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
LC椭圆函数带通滤波器设计要求带通滤波器,在15kHz~ZOkHz的频率范围内,衰减最大变化1dB,低于14.06kHz和高于23kHz频率范围,最小衰减为50dB,Rs=RL=10kΩ。
③运行Filter Solutions程序。
点击“阻带频率”输人框,在“通带波纹(dB)”内输人0.18,在“通带频率”内输人1,在“阻带频率”内输人1.456,选中“频率单位-弧度”逻辑框。
在“源阻抗”和“负载阻抗”内输人1。
④点击“确定阶数”控制钮打开第二个面板。
在“阻带衰减(dB)”内输人50,点击“设置最小阶数”按钮并点击“关闭”,主控制面板上形式出“6阶”,选中“偶次阶模式”逻辑框。
⑤点击“电路”按钮。
Filter s。
lutions提供了两个电路图。
选择“无源滤波器1”,如图1(a)所示。
⑥这个滤波器必须变换为中心频率ω0=1的归一化带通滤波器。
带通滤波器的Q 值为:把所有的电感量和电容值都乘以Qbp°然后用电感并联每一个电容、用电容串联每一个电感使其谐振频率为ω0=1,该网络被变换为带通滤波器。
使用的谐振元仵是原元件值的倒数,如图1(b)所示。
⑦按照图1的方式转换Ⅱ型支路。
变换后的滤波器见图1(c)。
在原理图下标出了以rad/s为单位的谐振频率。
⑧用中心频率fo=17.32kHz和阻抗10kΩ对滤波器进行去归一化以完成设计。
将所有的电感乘以Z/FSF,所有的电容除以z×FSF,其中z=104,FSF=2πfe=1.0882×105。
最终的滤波器见图1(d)。
图1(c)中的归一化谐振频率直接乘以几何中心频率fo=17.32kHz即可得到谐振频率。
频率响应见图1(e)。
滤波器的主要参数滤波器的主要参数(Definitions) 中心频率(Center Frequency):滤波器通带的中心频率f 0 ,一般取f 0 =(f 1 +f 2 )/2,f 1 、f 2 为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。
h桥的带通滤波电路
H桥的带通滤波电路是一种用于处理信号的电路,它可以允许特定频率范围的信号通过,而阻止其他频率范围的信号。
在H桥电路中,通常包含四个开关器件,形状类似于字母H。
通过控制这些开关的开合,可以将直流电逆变为特定频率的交流电。
要设计一个H桥的带通滤波电路,首先需要确定所需的通带频率范围以及所需的阻带频率范围。
然后,根据这些要求选择适当的滤波器类型,例如LC滤波器或RC滤波器。
接下来,需要计算滤波器的参数,例如电感、电容或电阻值。
对于LC滤波器,可以根据公式L=Z/(2πfo)和C=1/(2πfoZ)来计算电感和电容值,其中Z为特性阻抗,fo为带通滤波器的中心频率。
根据所需的通带和阻带频率范围,可以调整L和C的值以获得所需的滤波效果。
在H桥电路中,可以将带通滤波器与H桥电路集成在一起。
通过控制H桥电路中的开关,可以调整滤波器的参数,以实现所需的滤波效果。
此外,还可以使用数字信号处理器(DSP)或其他控制器来控制H桥电路中的开关,以实现更复杂的滤波功能。
需要注意的是,在实际应用中,H桥的带通滤波电路可能会受到各种因素的影响,例如电源噪声、电磁干扰等。
因此,在设计滤波器时需要充分考虑这些因素,并采取适当的措施来减小它们对滤波效果的影响。
双放大器带通滤波器线路
2010-05-27 23:39
在高Q因数和高频线路设计中,双放大器带通滤波器(Dual Amplifer Band Pass Filter),其结构非常有用它的零件敏感性小,零件的扩散效应低。
这种线路的显著特征就是Q因数和谐振频率几乎可以同步独立调整,下面的图中调整R2的参数既可改变谐振频率,然调整R1之参数可改变Q值。
这种双运放之谐振增益为2 如果需要降低增益可以将R1才开,并一颗对地,一颗接输入信号到滤波器。
下面图为设计案例,图中所用OP为理想之OP模型。
当然亦可换成普通运放用之
(关于滤波器之设计应用就到此了,空间列举了三种滤波器之设计计算,细心可以寻找之)
1,Sallen-key LPF
2,双T陷波器 BSF
3,双运放带通滤波器 BPF
这几种滤波器都是常用的滤波器。
滤波器的主要参数(Definitions):之答禄夫天创作中心频率(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相对损耗点来尺度定义。
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(BWxdB):指需要通过的频谱宽度,BWxdB=(f2-f1)。
f1、f2为以中心频率f0处拔出损耗为基准,下降X(dB)处对应的左、右边频点。
通经常使用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽(fractional bandwidth)=BW3dB/f0×100[%],也经常使用来表征滤波器通带带宽。
拔出损耗(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动摇的峰-峰值。
带内动摇(Passband Riplpe):通带内拔出损耗随频率的变更量。
1dB带宽内的带内动摇是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<1。
对于一个实际的滤波器而言,满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv>在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ,形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
一、低通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个低通通滤波器,它的截止频率如下公式所示:公式1图1图2是实用的低通滤波器电路,它使用通用运算放大器(运放)接成单电源供电模式,简单易行。
图中C2为足够大的电容器,所谓足够大是指C2和R2的时间常数要远小于R1和C1的时间常数,图中为10U。
该电路通带内的电压放大倍数为R1/R2,若R1=R2则放大倍数为1。
该电路截止频率有R1,C1的时间常数决定,满足公式1。
图2下图是当R1=R2=15915Ω(不是标准电阻值,可参考这里找出最接近的电阻),C1=10nF(算得频率是1k)的pspice仿真结果。
这时增益=1,输出二分之一根号二即0.707V就是截至频率点,图上可以看出是1kHz图3输入C1,R1的值计算频率F:输入C1,频率F的值计算电阻R1:低通滤波器的设计及参数值在线计算:/lowpass.htm二、有源带通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个多路负反馈二阶有源带通滤波器,它使用单个通用运算放大器(通用运放)接成单电源供电模式,易于实现。
它的上限截止频率和下限截止频率可以非常近,具有非常很强的频率选择性。
令C1=C2=C,Req是R1和R2并联的值。
品质因数Q等于中心频率除以带宽,Q = fC/BW。
由式可以看出可以通过让R3的值远大于Req来获得大的Q值Q值越大,频率选择性越好,带宽越小。
反之则反。
令中心频率为fc,则计算公式如下:其中关于本有源带通滤波器电路的详细论述及PSPICE仿真结果请访问:有源带通滤波器借助本工具软件,您可以:输入增益GAIN,带宽BW,中心频率F,电容值C,计算有源带通滤波器电阻值R1,R2,R3:输入电路元件值C,R1,R2,R3,计算有源带通滤波器增益GAIN,品质因数Q,中心频率Fc:有源带通滤波器的设计及参数值在线计算: /nbpf.htm三、高通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个高通通滤波器,它的截止频率如下公式所示:公式1图1图2是实用的高通滤波器电路,它使用通用运算放大器(运放)接成单电源供电模式,简单易行。
滤波器的主要参数(Definitions):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(BWxdB):指需要通过的频谱宽度,BWxdB=(f2-f1)。
f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准,下降X(dB)处对应的左、右边频点。
通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。
分数带宽(fractional bandwidth)=BW3dB/f0×100[%],也常用来表征滤波器通带带宽。
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-峰值。
带内波动(Passband Riplpe):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<1。
对于一个实际的滤波器而言,满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv> 在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin,形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
带通滤波器计算公式
带通滤波器是一种常见的电子滤波器,用于从电信号中选择一定频率范围内的信号进行处理。
其计算公式如下:
1. 首先确定所需的中心频率(fc)和带宽(BW),并计算出上下截止频率(f1和f2)。
f1 = fc - BW/2
f2 = fc + BW/2
2. 确定所需的滤波器类型,例如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等。
3. 根据滤波器类型和所需的阻带衰减(AdB)或通带波纹(Ap)计算出滤波器的阶数(n)。
n =
(log10((10^(AdB/10)-1)/(10^(Ap/10)-1)))/(2*log10(f2/f1))
4. 根据所选滤波器类型和阶数计算出滤波器的系数。
5. 将滤波器系数应用到信号中,即可得到带通滤波器的输出信号。
需要注意的是,带通滤波器的计算涉及到许多复杂的数学公式和算法,需要有一定的专业知识和技能才能进行计算。
同时,不同类型的滤波器对于信号的处理效果也有所不同,需要根据具体需求进行选择。
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