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通濾波器的頻域特性

發布時間:2012/3/5 21:25:55 訪問次數:2558

    如圖10.1所示,低通濾波器頻域特性可以用截止頻率FCUT-OFF、阻帶頻率fsROP、通帶內的增益與阻帶的最大增益的差值AMAX。和濾波器階數肘這四個參數來描述。對Butterworth(巴特沃斯)和Bessel(貝塞爾)低通濾波器,截止頻率FCUT-OFF一。FF定義為- 3dB處的頻率。對Cheby-shev(切比雪夫)濾波器,這項參數定義為濾波器頻率響應離開誤差帶寬時的頻率點。BAT85  

                                  

    在圖10.1中,通帶的頻率范圍從直流(DC)到截止頻率fcu-OFF.APASS為濾波器在通帶內幅度響應,如果在頻率響應的通帶內有紋波,則APASS位于紋波的底部。對于Butterworth和Bessel濾波器,濾波器在通帶的響應是平坦的,沒有紋波。而Chebyshev濾波器從通帶到截止頻率范圍內都具有紋波,濾波器的紋波誤差幅度用s表示。AM。。定義為通帶內的增益與阻帶的最大增益的差值,定義為達到最小衰減時的頻率。同樣,阻帶內也可以有絞波,紋波的最小增益位于阻帶的最高點。
    濾波器的過渡帶帶寬與濾波器的類型(Butterworth、Bessel、Chebyshev和其他類型的濾波器)及濾波器的階數(M)有關。濾波器傳遞函數中極點的個數決定了濾波器的階數。例如,濾波器的傳遞函數中有3個極點,則為三階濾波器。
    Butterworth濾波器的過渡帶帶寬如圖10.2所示,濾波器的極點越多,則濾波器的過渡帶就越窄。在理想情況下,要求低通抗混疊濾波器具有“磚墻( brick wall)”式的頻率響應,其過渡帶應盡可能小,即濾波器的階數盡可能高。但從實際工程設計的角度來看,這不是設計抗混疊濾波器的好方法。在有源濾波器設計中,每2個極點就需要采用1個運算放大器。如果設計一個32階的濾波器,則需要一個包含有16個運算放大器、32個電容和48個電阻的電路才能實現該濾波器的設計要求。而且,每個運算放大器都會在濾波器的通帶響應中引入偏移和噪聲誤差。

                          

    如圖10.1所示,低通濾波器頻域特性可以用截止頻率FCUT-OFF、阻帶頻率fsROP、通帶內的增益與阻帶的最大增益的差值AMAX。和濾波器階數肘這四個參數來描述。對Butterworth(巴特沃斯)和Bessel(貝塞爾)低通濾波器,截止頻率FCUT-OFF一。FF定義為- 3dB處的頻率。對Cheby-shev(切比雪夫)濾波器,這項參數定義為濾波器頻率響應離開誤差帶寬時的頻率點。BAT85  

                                  

    在圖10.1中,通帶的頻率范圍從直流(DC)到截止頻率fcu-OFF.APASS為濾波器在通帶內幅度響應,如果在頻率響應的通帶內有紋波,則APASS位于紋波的底部。對于Butterworth和Bessel濾波器,濾波器在通帶的響應是平坦的,沒有紋波。而Chebyshev濾波器從通帶到截止頻率范圍內都具有紋波,濾波器的紋波誤差幅度用s表示。AM。。定義為通帶內的增益與阻帶的最大增益的差值,定義為達到最小衰減時的頻率。同樣,阻帶內也可以有絞波,紋波的最小增益位于阻帶的最高點。
    濾波器的過渡帶帶寬與濾波器的類型(Butterworth、Bessel、Chebyshev和其他類型的濾波器)及濾波器的階數(M)有關。濾波器傳遞函數中極點的個數決定了濾波器的階數。例如,濾波器的傳遞函數中有3個極點,則為三階濾波器。
    Butterworth濾波器的過渡帶帶寬如圖10.2所示,濾波器的極點越多,則濾波器的過渡帶就越窄。在理想情況下,要求低通抗混疊濾波器具有“磚墻( brick wall)”式的頻率響應,其過渡帶應盡可能小,即濾波器的階數盡可能高。但從實際工程設計的角度來看,這不是設計抗混疊濾波器的好方法。在有源濾波器設計中,每2個極點就需要采用1個運算放大器。如果設計一個32階的濾波器,則需要一個包含有16個運算放大器、32個電容和48個電阻的電路才能實現該濾波器的設計要求。而且,每個運算放大器都會在濾波器的通帶響應中引入偏移和噪聲誤差。

                          

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