非常好的滤波器基础知识

有源滤波器Active Filter(信号分离电路) 测量系统从传感器拾取的信号往往包含噪声和许多与被测量无关的信号，并且原始的测量信号经传输、放大、变换、运算及各种其它处理过程，也会混入各种不同形式的噪声，从面影响测量精度。

这些噪声一般随机性很强，很难从时域中直接分离，但限于其产生的机理，其噪声功率是有限的，并按一定规律分布于频率域中某一特定频带中。

滤波器（信号分离电路）：从频域中实现对噪声的抑制，提取所需要的信号，是各种测控系统中必不可少的组成部分。

对滤波器的要求：(1)滤波特性好；(2)级联特性好(输入，输出)；(3)滤波频率便于改变滤波器举例：心电信号的滤波：主要受到50Hz的工频干扰，采用50Hz陷波(带阻)滤波器。

一.滤波器的基本知识⒈按处理信号的形式分类：模拟:连续的模拟信号(又分为：无源和有源)数字：离散的数字信号。

⒉理想滤波器对不同频率的作用：通带内，使信号受到很小的衰减而通过。

阻带内，使信号受到很大的衰减而抑制，无过渡带。

⒊按频谱结构分为5种类型：滤波器对信号不予衰减或以很小衰减让其通过的频段称为通带；对信号的衰减超过某一规定值的频段称为阻带；位于通带和阻带之间的频段称为过渡带。

根据通带和阻带所处范围的不同，滤波器功能可分为以下几种：低通(Low Pass Filter)高通(High Pass Filter)带通(Band Pass Filter)带阻(Band Elimination Filter)全通(All Pass Filter)（理想）各种频率信号都能通过，但不同的频率信号的相位有不同的变化，一种移相器。

图2-2 按频谱结构分类的各种滤波器的衰减（1-幅频）特性几个定义：(1)通带的边界频率：一般来讲指下降—3dB即对应的频率。

(2)阻带的边界频率：由设计时，指定。

(3)中心频率：对于带通或带阻而言，用f0或ω0表示。

(4)通带宽度：用Δf0或Δω0表示。

(5)品质因数：衡量带通或带阻滤波器的选频特性。

滤波器基础知识一、滤波器概述滤波器是一种二端口网络（各类电子系统中用于检测、传输、处理信息或能量的微波电路为微波网络），它允许输入信号中特定的频率成分通过，同时抑制或极大的衰减其它频率成分，还可用来分开或组合不同的频率段。

目前由于在雷达、微波、无线通信，特别是移动通信，多频率工作越来越普遍，还需要在有限的频谱范围内划分出更多的频段给不同的运营商，以满足多种通信业务的需求，各频道间的间隔规定非常的小。

为避免信道间相互干扰，需要在所有系统内配置高性能的滤波器。

滤波器既可用来限定大功率发射机在规定频带内辐射，反过来又可用来防止接收机受到工作频带以外的干扰。

总之，从超长波经微波到光波以上的所有电磁波段都需要用到滤波器。

二、滤波器的主要分类：（按应用分）⑴低通滤波器通频带为0-fC2， fC2-∞为阻带。

⑵高通滤波器与低通滤波器相反,通频带为 fC1-∞，f0-fC1为阻带。

⑶带通滤波器通频带为fC1-fC2，其它频率为阻带。

⑷带阻滤波器与带通滤波器相反，阻带为fC1-fC2，其它频率为通带。

除腔体滤波器外，还有：微带电路滤波器、晶体滤波器、声表面滤波器、介质滤波器等等，按不同的作用或功能等有不同的分类。

现在公司生产的一般都是带通腔体滤波器和双工器，因此我们主要以腔体滤波器进行分析和讲解，腔体滤波器的谐振器全部都由机械结构组成，本身有相当高的Q 值（数千甚至上万），非常适合于低插入损耗（＜1dB）、窄带（1%-5%）、大功率（可达300W或更高）传输等应用场合，工作性能较为稳定。

但该类滤波器具有较大体积且有寄生通带，加工成本相对较高，但特别适合应用于现代移动通信基站或直放站中使用。

三、公司滤波器的发展公司成立至今无源产品的发展情况：无线信息传输技术是正在蓬勃发展的重要领域。

滤波器是一个常用的、必备的、广泛使用的部件。

自公司发展以来，无源类产品在公司领导的重视下，不断进行改进和创新，从波导滤波器、结构腔等到现在的一体腔，从以前的仿制到现在自主知识产权的发明专利。

一：滤波电路的基础知识滤波电路的作用：允许规定范围内的信号通过；而使规定范围之外的信号不能通过。

滤波电路的分类：（按工作频率的不同）低通滤波器：允许低频率的信号通过，将高频信号衰减。

高通滤波器：允许高频信号通过，将低频信号衰减。

带通滤波器：允许一定频带范围内的信号通过，将此频带外的信号衰减。

带阻滤波器：阻止某一频带范围内的信号通过，而允许此频带以外的信号衰减。

我们在电路分析课程中已学习了，利用电阻、电容等无源器件构成的滤波电路，但它有很大的缺陷如：电路增益小；驱动负载能力差等。

为此我们要学习有源滤波电路。

二：有源滤波电路(1)低通滤波电路它的电路图如图(1)所示:(我们以无源滤波网络RC 接至集成运放的同相输入端为例)它的幅频特性如图(2)所示：它的传输函数为：其中：Aup 为通带电压放大被数，；通带截止角频率对于低有源滤波电路，我们可以通过改变电阻Rf 和R1的阻值来调节通带电压的放大被数。

(2)高通滤波电路它的电路图如图(3)所示:(我们以无源滤波网络接至集成运放的反相输入端为例)同样我们可以得到它的幅频特定如图(4)所示:它的传输函数为:其中:(通带电压放大被数)；(通带截止角频率)(3)带通滤波电路和带阻滤波电路将低通滤波电路和高通滤波电路进行不同组合，即可的获得带通滤波电路和带阻滤波电路，它们的电路图分别为：如图（5）所示带通滤波电路；如图（6）所示带阻滤波电路：一：电压比较器的基础知识电压比较器的功能：比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系) 电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。

注：电压比较器中的集成运放通常工作在非线性区。

及满足如下关系：二：简单电压比较器我们把参考电压和输入信号分别接至集成运放的同相和反相输入端，就组成了简单的电压比较器。

如图（1）、（2）所示：下面我们对它们进行分析一下（只对图（1）所示的电路进行分析）它的传输特性如图（3）所示：它表明：输入电压从低逐渐升高经过U R时，u o将从高电平变为低电平。

滤波电路基础知识一. 无源滤波电路和有源滤波电路无源滤波电路: 由无源元件 ( R , C , L )组成有源滤波电路: 用工作在线性区的集成运放和RC网络组称，事实上是一种具有特定频率响应的放大器。

二. 滤波电路的分类和要紧参数1. 按所处置的信号可分为模拟的和数字的两种；2. 按所采纳的元器件可分为有源和无源；3. 按通过信号的频段可分为以下五种:a. 低通滤波器( LPF )Avp:通带电压放大倍数fp: 通带截至频率过渡带: 越窄说明选频性能越好,理想滤波器没有过渡带低通滤波器的要紧技术指标（1）通带增益Avp通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，如下图。

性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数大体为零。

（2）通带截止频率fp其概念与放大电路的上限截止频率相同。

通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。

b. 高通滤波器( HPF )c. 带通滤波器( BPF )d. 带阻滤波器( BEF )e. 全通滤波器( APF )理想有源滤波器的频响：滤波器的用途滤波器要紧用来滤除信号中无用的频率成份，例如，有一个较低频率的信号，其中包括一些较高频率成份的干扰。

滤波进程如下图。

低通滤波电路 ( LPF )组成：简单RC滤波器同相放大器特点：│Avp│>0，带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差。

二. 性能分析有源滤波电路的分析方式:1.电路图→电路的传递函数Av(s)→频率特性Av(jω)2. 依照概念求出要紧参数3. 画出电路的幅频特性一阶LPF的幅频特性:8.6.2.2 简单二阶 LPF一. 电路组成组成: 二阶RC网络同相放大器通带增益：二. 要紧性能1. 传递函数:2.通带截止频率:3.幅频特性:特点：在 f>f0 后幅频特性以-40dB/dec的速度下降；缺点：f=f0 时，放大倍数的模只有通带放大倍数模的三分之一。

高通滤波电路 ( HPF )HPF与LPF的对偶关系1. 幅频特性对偶(相频特性不对偶)2. 传递函数对偶低通滤波器传递函数高通滤波器传递函数3. 电路结构对偶将起滤波作用的电阻换成电容将起滤波作用的电容换成电阻低通滤波电路高通滤波电路带通滤波器(BPF)BPF的一样组成方式：优势:通带较宽,通带截至频率容易调整缺点:电路元件较多一样带通滤波电路仿真结果带阻滤波器(BEF)BEF的一样形式缺点:电路元件较多且HPF与LPF相并比较困难。

滤波器基础知识篇2015-07-23FindRF滤波器的基础是谐振电路。

大家很熟悉的射频常用滤波器有四大家族：低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF），都是以通过或者阻断某个频段来加以区分的。

其实，从广义上来说，频率选择特性也就是滤波器最基本的特性，理想的低通滤波器是酱紫滴：图1. 理想低通滤波器幅频图但是实际上的低通滤波器幅频图是如下的：图2. 实际低通滤波器幅频图差别有点大？是不是跟美颜相机有异曲同工之处^-^？没办法，由于理想滤波器是非因果系统，我们能实现的都是因果系统。

而且元件数量、电容与电感量受工艺限制、电容电感q值限制、引线的电容电感更是决定了“理想很丰满，现实很骨感”，于是实际的低通滤波器几乎就是如图2的样子了。

同样，高通滤波器的通带上限是有限制的而不是理想的无限延伸，典型幅频图像如下：图3. 高通滤波器幅频图带通滤波器可以由低通和高通滤波器组合，也可以由1/4波长谐振腔构成。

带通滤波器的典型幅频图像如下：图4. 带通滤波器幅频图带阻滤波器也被称为陷波器，其阻带的上限和下限也都是有限制的，典型幅频图像如下：图5. 带阻滤波器幅频图在实际选型中，滤波器常用的技术指标如下：1. 通带频率范围这个表示需要滤波器通过的频段，不多说了。

2. 3dB带宽通带的最小插入损耗点（通带传输特性的最高点）向下移3dB时所能测的通带宽度。

这个指标越窄，表明滤波器的过渡带越陡峭，频率过滤性能越佳。

3. 通带插入损耗由于滤波器的组件的电阻性损耗（如电感、电容、导体和介质的不理想）和滤波器的输入输出端存在反射损耗，即使在通带内，滤波器本身也会带来插入损耗。

这个值越小，在通带内对系统影响越小。

4. 带内纹波表明上述通带插入损耗在通带内的波动范围，带内纹波越低越好，否则会增加过滤波器的不同频率信号的功率起伏。

5. 带外抑制带外抑制一般用通带外的带外滚降来描述，即规定滤波器通带外每频率下降的分贝数。

模拟电子技术基础知识滤波器的原理与设计滤波器是模拟电子技术中常见的电路元件，用于分离或压制特定频率的信号。

在实际应用中，滤波器被广泛应用于通信系统、音频设备、功率电子、医疗设备等各个领域，起到了至关重要的作用。

本文将介绍滤波器的基本原理，并讨论常见的滤波器类型及其设计。

一、滤波器的原理滤波器的基本原理是根据信号频率的不同，对信号进行选择性的通过或抑制。

它通过电路中的电容、电感和电阻等元件，改变信号的幅度和相位。

滤波器可以分为两类：频率选择性滤波器和频率非选择性滤波器。

1. 频率选择性滤波器频率选择性滤波器是根据需要保留或通过的频率范围来设计的。

常见的频率选择性滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

- 低通滤波器：只允许低于截止频率的信号通过，高于截止频率的信号被抑制。

常用于音频系统中，以滤除高于人耳听觉范围的频率成分。

- 高通滤波器：只允许高于截止频率的信号通过，低于截止频率的信号被抑制。

常用于音频采样中，以滤除低于人耳听觉范围的频率成分。

- 带通滤波器：允许指定范围内的频率信号通过，其他频率信号被抑制。

常用于调频广播接收机等通信设备中，以选取特定的调频信号。

- 带阻滤波器：抑制指定范围内的频率信号，其他频率信号被通过。

常用于降低特定频率噪声的干扰。

2. 频率非选择性滤波器频率非选择性滤波器在整个频率范围内均能对信号进行放大或衰减，不因频率的变化而变化。

常见的频率非选择性滤波器有RC滤波器和RL滤波器。

- RC滤波器：由电阻和电容组成。

RC滤波器常用于去除信号中的直流成分，或在电源电压中滤去高频信号。

- RL滤波器：由电阻和电感组成。

RL滤波器常用于音频放大器的输出级，以滤除高频噪声。

二、滤波器的设计在设计滤波器时，通常需要确定一些关键参数，如截止频率、通带增益、衰减系数等。

下面以低通滤波器的设计为例，介绍滤波器设计的基本步骤。

1. 确定截止频率截止频率是决定滤波器性能的重要参数。

基础滤波器知识一.滤波器基本概念1。

滤波器是什么？滤波器(Filter）是频率选择器件，用于在通信系统中对通信链路中的信号频率进行选择和控制2。

什么是带通滤波器(bandpass filter）?带通滤波器是指只允许指定的一段有效频率分量通过,而将高于以及低于此段频率分量进行有效抑制的器件。

此外，常见的滤波器形式还有低通，高通，低阻，高阻，带阻。

3.什么是双工器（Diplexer，Duplexer)?能同时对接收和发射提供通道，并对接收和发射的频率分量进行控制的滤波器，称为双工器。

4。

无线通信用滤波器作用是什么？我们的产品在通信系统中起何作用?用在何处?我们的微波射频产品在移动通信系统中叫射频前端.框图如下:我们公司的产品主要用于提供无线通信收发信道，同时通过收/发两个带通滤波器对信号的选择和控制,抑制掉对通信频带有干扰的频率分量，同时避免了对其他通信方式所在的频带的干扰，并且有效保持接收和发射频带的隔离，提高通信质量。

5.基站双工器上的低通滤波器作用是什么?为了有效抑制寄生通带，我们通过增加低通滤波器对其进行抑制.6。

什么是塔放(塔顶放大器），有什么作用？塔顶放大器的原理就是通过在基站接收系统的前端,即紧靠接收天线下增加一个低噪声放大器(LNA— Low Noise Amplifier）来实现对基站接收性能的改善. 塔放带来的好处是多方面的.这主要是由于塔放从技术原理上是降低基站接收系统噪声系数,从而提高基站接收系统灵敏度,这样它起到的作用是对基站接收性能的改善。

7。

什么是dBm,dBi，dBd，dB,dBc？1。

dBmdBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。

［例1］如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。

[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm.2。

数字滤波的基础知识（不断更新，总结）数字滤波是一种软件程序滤波，与模拟滤波器相比，数字滤波有以下优点： １) 数字滤波是用程序实现的，无需增加硬设备，而且滤波器（滤波程序）可多通道共享，降低了开发成本。

２)数字滤波可以对低频信号（如0.01Hz 以下）实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷。

３)数字滤波可以根据信号的不同，采取不同的滤波方法或滤波参数，使用方便灵活。

４)数字滤波由于不用硬件设备，各回路间不存在阻抗匹配等问题，故可靠性高，稳定性好。

（1）平均值滤波程序设计1）算术平均值滤波N 为采样次数；x i 为第i 次采样值；y 为N 个采样值的算术平均值；2）加权平均值滤波在N 次采样值中，突出最近几次采样值在平均值中所占比重，这种方法称为加权平均滤波方法。

加权平均滤波算法为：N 为采样次数；x i 为第i 次采样值；y 为N 次采样值的滤波输出值；C i 为加权系数, 对C i 选取要求：（2）中位值滤波 ∑==N i i x N y 11∑==N i i i x C y 111=∑=N i i C中位值滤波的原理是对被测参数连续采样N 次（N 取奇数），并按大小顺序排列，再取中间值作为本次采样的有效数据。

中位值滤波能有效地滤除由于偶然因素引起采样值波动的脉冲干扰，对变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。

（3）限幅滤波限幅滤波的方法是考虑到被测参数在两次采样时间间隔内，一般最大变化的增量△Y(以绝对值表示)总是在一定的范围内，如果前后两次采样值的实际增量│Y k -Y k-1│≤△Y ，则认为是正常的，否则认为是干扰造成的，则用上次的采样值代替本次采样。

由此得限幅滤波的算法为（4）惯性滤波在模拟量输入通道中，常用一阶低通滤波器来消弱干扰，惯性滤波运算公式源于RC 低通滤波器的传递函数⎩⎨⎧∆>-∆≤-=---YY Y Y Y Y Y Y Y k k k k k k k 111,,当当后向差分离散化处理得整理后得滤波系数T 为采样周期；T f 为滤波器时间常数；x k 为本次采样输入；y k 、y k-1为本次和上次滤波输出。

一、术语定义1. 额定电压EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压（中国：250V, 50Hz，欧洲： 230V，50Hz；美国：115V, 60Hz)2.额定电流在额定电压和指定温度条件下（常为环境温度40℃），EMI滤波器所允许的最大连续工作电流（Imax）。

在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数，可用如下公式得出：3.试验电压在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。

试验电压分为两种，一种是加载在电源（或负载）端子之间，称为线-线试验电压；另一种是加载在电源（或负载）任一端与接地端（或滤波器金属外壳）之间，称为线-地试验电压。

4.泄漏电流EMI滤波器加载额定电压后，断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下，测得接地端到电源（或负载）任一端间的电流，该值直接与接地电容的容量有关，可由如下公式得出：其中F为工作频率，C为接地电容的容量，V为线-地电压5.插入损耗是衡量滤波器效果的指标。

指的是在一定条件下，EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。

它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。

在50Ω系统内测试时，可用下式来表示：IL=20Lg(E0/E1)其中，IL-插入损耗（单位：dB）EO-负载直接接到信号源上的电压E1-插入滤波器后负载上的电压6.气候等级指EMI滤波器的工作环境等级，按IEC规定应按以下方式标注：XX/XXX/XX前2位数字代表滤波器的最低工作温度中间数字代表滤波器的最高工作温度后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数7. 绝缘电阻绝缘电阻是指滤波器相线，中线对地之间的阻值。

通常用专用绝缘电阻表测试。

8. 电磁干扰（EMI）电磁干扰经常与无线电频率干扰（RFI）交替使用。

从技术上来说，EMI指的是能量形式（电磁），然而RFI指的是噪声频率的范围。

滤波器用以消除EMI和RFI中的多余电磁能。

9. 频率范围电磁能量的频率带宽常用赫兹（Hz，每秒循环次数），千赫（KHz, 每秒循环千次数）表示。

模拟电子技术基础知识滤波器的衰减特性与选择方法滤波器是电子技术中常用的一个元件，用于对信号进行频率选择。

在实际的应用中，滤波器的衰减特性和选择方法是非常重要的。

本文将重点介绍模拟电子技术基础知识中滤波器的衰减特性和选择方法。

一、滤波器的衰减特性滤波器的衰减特性是指滤波器对不同频率的信号的衰减程度。

通常情况下，滤波器对于低频信号的传输较好，而对高频信号的传输则存在一定的衰减。

1. 通频带和截止频率滤波器的通频带是指滤波器能够完全传递信号的频率范围。

而截止频率则是指滤波器开始衰减信号的频率点。

通频带和截止频率是衡量滤波器性能的重要指标。

2. 衰减率和滚降率衰减率是指滤波器对于信号的衰减程度，通常以分贝（dB）作为单位。

滚降率是指滤波器在通频带外每增加一个频率倍数后的衰减率的降低量。

3. 选择性和品质因数选择性是指滤波器对不同频率信号的选择程度。

选择性高的滤波器可以更好地区分不同频率的信号。

而品质因数则是指滤波器的选择性能力，是衡量滤波器优劣的指标之一。

二、滤波器的选择方法滤波器的选择方法主要包括以下几个方面的考虑：1. 频率范围根据实际需求确定需要滤波的频率范围。

不同滤波器具有不同的通频带和截止频率，选择合适的滤波器可以更好地满足需求。

2. 衰减要求根据需要对信号的衰减程度进行评估，选择具有合适衰减率和滚降率的滤波器。

3. 选择性要求根据需要对不同频率信号的选择程度进行评估，选择具有合适选择性和品质因数的滤波器。

4. 经济因素在选择滤波器的时候，还需要考虑经济因素，选择与实际需求相匹配而价格相对较低的滤波器。

5. 实际应用考虑在选择滤波器时，还需要考虑实际应用环境和需求。

例如，如果应用中存在干扰信号，则需要选择能够很好抑制干扰的滤波器。

三、总结滤波器在电子技术中扮演着重要的角色，衰减特性和选择方法是评估滤波器性能的关键因素。

合理选择滤波器能够满足实际需求，并提高信号处理的质量。

同时，在选择滤波器时，还需要综合考虑频率范围、衰减要求、选择性要求、经济因素和实际应用考虑等多个因素，以选择出最适合的滤波器。

通信系统微波滤波器——基础、设计与应用微波滤波器是通信系统中起到关键作用的组件之一，用于实现对不同频率信号的分离和滤除。

下面将介绍微波滤波器的基础知识、设计原理以及在通信系统中的应用。

1. 基础知识：微波滤波器是一种能够在微波频段（300 MHz至300 GHz）内滤除或选择特定频率的设备。

它的主要作用是通过滤除或衰减不需要的频段，使有效信号传输更加稳定和可靠。

常见的微波滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

2. 设计原理：微波滤波器的设计需要考虑频率响应、插入损耗、抑制带宽和群延迟等参数。

设计过程中的关键是选择合适的滤波器拓扑结构、参数和设计技术。

常见的设计方法包括传输线法、谐振腔法、微带线法和分布式元件法等。

此外，优化设计和仿真软件也起到重要的辅助作用，例如ADS、HFSS和CST等。

3. 应用：微波滤波器广泛应用于各种通信系统中，包括卫星通信、射频通信、移动通信和雷达系统等。

在卫星通信中，滤波器用于分离出天线接收到的有效信号，并滤除干扰和噪音。

在射频通信中，滤波器用于频分多址（FDMA）和频分复用（FDM）等信号的分离和选择。

在移动通信中，滤波器用于通信信号的整形和频率选择。

在雷达系统中，滤波器用于滤除回波和混频干扰。

微波滤波器在通信系统中的应用要求其具备稳定性、高性能和可靠性。

因此，在设计和制造过程中，需要严格控制工艺和材料选择，以确保滤波器的性能和可靠性达到要求。

总而言之，微波滤波器是通信系统中实现信号分离和滤除的关键组件。

了解微波滤波器的基础知识和设计原理，能够指导设计师在实际应用中选择合适的滤波器类型和设计方法。

同时，掌握优化设计和仿真软件的使用，能够提高设计效率和性能。

微波滤波器在通信系统中的广泛应用说明其在通信技术发展中的重要地位。