實(shí)際濾波器的基本參數(shù)
理想濾波器是不存在的,在實(shí)際濾波器的幅頻特性圖中,通帶和阻帶之間應(yīng)沒(méi)有嚴(yán)格的界限。在通帶和阻帶之間存在一個(gè)過(guò)渡帶。在過(guò)渡帶內(nèi)的頻率成分不會(huì)被完全抑制,只會(huì)受到不同程度的衰減。當(dāng)然,希望過(guò)渡帶越窄越好,也就是希望對(duì)通帶外的頻率成分衰減得越快、越多越好。因此,在設(shè)計(jì)實(shí)際濾波器時(shí),總是通過(guò)各種方法使其盡量逼近理想濾波器。
與理想濾波器相比,實(shí)際濾波器需要用更多的概念和參數(shù)去描述它,主要參數(shù)有紋波幅度、截止頻率則3寬、品質(zhì)因數(shù)、倍頻程選擇性等。
下圖是一個(gè)典型的實(shí)際帶通濾波器:
圖1 典型的實(shí)際帶通濾波器
(1)紋波幅度d
在一定頻率范圍內(nèi),實(shí)際濾波器的幅頻特性可能呈波紋變化.其波動(dòng)幅度d與幅頻特性的平均值A(chǔ)0相
比,越小越好,一般應(yīng)遠(yuǎn)小于一3dB。
(2)截止頻率fc
幅頻特性值等于0.707A0所對(duì)應(yīng)的頻率稱(chēng)為濾波器的截止頻率.以A0為參考值,0.707A0對(duì)應(yīng)于一3dB點(diǎn),即相對(duì)于A0衰減3dB.若以信號(hào)的幅值平方表示信號(hào)功率,則所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)正好是半功率點(diǎn)。
(3)帶寬B和品質(zhì)因數(shù)Q值
上下兩截止頻率之問(wèn)的頻率范圍稱(chēng)為濾波器帶寬,或一3dB帶寬,單位為Hz.帶寬決定著濾波器分離信號(hào)中相鄰頻率成分的能力——頻率分辨力.
在電工學(xué)中,通常用Q代表諧振回路的品質(zhì)因數(shù).在二階振蕩環(huán)節(jié)中,Q值相當(dāng)于諧振點(diǎn)的幅值增益系數(shù), Q=1/2ξ(ξ——阻尼率).對(duì)于帶通濾波器,通常把中心頻率f0(
)和帶寬 B之比稱(chēng)為濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q.例如一個(gè)中心頻率為500liZ的濾波器,若其中一3dB帶寬為10Hz,則稱(chēng)其Q值為50.Q值越大,表明濾波器頻率分辨力越高.
(4)倍頻程選擇性W
在兩截止頻率外側(cè),實(shí)際濾波器有一個(gè)過(guò)渡帶,這個(gè)過(guò)渡帶的幅頻曲線傾斜程度表明了幅頻特性衰減的快慢,它決定著濾波器對(duì)帶寬外頻率成分衰阻的能力.通常用倍頻程選擇性來(lái)表征.所謂倍頻程選擇性,是指在上截止頻率fc1與 2fc1之間,或者在下截止頻率fc1與fc1/2之間幅頻特性的衰減值,即頻率變化一個(gè)倍頻程時(shí)的衰減量,
或
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