滤波器分类 滤波器有几种类型

2024-09-0901:55:01生活经验1

滤波器的特性与分类
滤波器是射频系统中至关重要的部件,其主要作用是频率选择,允许所需频率信号通过,同时阻挡不需要的干扰频率信号。
按频率选择特性分类:
低通滤波器
高通滤波器
带通滤波器
带阻滤波器
按实现方式分类:
LC滤波器
声表面波/体声波滤波器
螺旋滤波器
介质滤波器
腔体滤波器
高温超导滤波器
平面结构滤波器
按频率响应函数分类:
切比雪夫函数
广义切比雪夫函数
巴特沃斯函数
高斯函数
贝塞尔函数
椭圆函数
滤波器的不同分类基于滤波器性能需求,反映了实际工程应用中对滤波器的综合要求。
滤波器选择
选择滤波器时,首先要确定是使用低通、高通、带通还是带阻滤波器。
滤波器特性概览
低通滤波器:高频信号衰减,低频信号通过。
高通滤波器:高频信号通过,低频信号衰减。
带通滤波器:特定频率范围的信号通过,其他频率信号衰减。
带阻滤波器:特定频率范围的信号衰减,其他频率信号通过。
滤波器电性能指标
滤波器的电性能指标用于描述系统对滤波器的性能要求:
阶数
绝对带宽/相对带宽
截止频率
驻波
带外抑制
纹波
损耗
通带平坦度
相位线性度
绝对群时延
群时延波动
功率容量
相位一致性
幅度一致性
工作温度范围
电性能指标详解
阶数:电容和电感总数(高通/低通)、并联谐振器数量(带通),串联和并联谐振器总数(带阻)。
绝对带宽/相对带宽:信号可以通过的频率范围(带通)。
截止频率:低通滤波器最高能通过的频率,高通滤波器最低能通过的频率。
驻波:滤波器端口阻抗与系统阻抗的匹配程度。
损耗:信号通过滤波器后损失的能量。
通带平坦度:通带内损耗最大值和最小值的差值。
带外抑制:通带频率范围外的衰减量。
纹波:通带内S21曲线波峰和波谷的差值。
相位线性度:通带内相位与理想传输线的相位差。
绝对群时延:通带内信号从输入到输出的传输时间。
群时延波动:通带内群时延最大值和最小值的差值。
功率容量:滤波器可以输入的最大功率。
相位一致性:同一批次不同滤波器的传输信号相位差。
幅度一致性:同一批次不同滤波器的传输信号损耗差。

滤波器分类

滤波器类型

声表面波/体声波滤波器

此类滤波器通过将电能转换为表面声波并利用其共振来实现滤波。其优点在于体积小、Q 值高,适合批量生产。体积仅相当于 0805 电容,但缺点是功率容量有限,不适用于小批量定制,研发周期长且成本高。应用于终端消费电子产品中。

滤波器分类

螺旋滤波器

采用空腔中螺旋电感自谐振的原理,通过相邻谐振器的磁场耦合实现滤波。优点是体积小、Q 值和功率容量高于 LC 滤波器。缺点是难以实现宽带,高频时电感难以实现。适用于 500MHz 以下、相对带宽为 20%、平均功率为 100W,对插损有一定要求的场景。

滤波器分类

介质滤波器

采用介质填充短路线或开路线,实现半集总滤波。优点是 Q 值高于 LC 滤波器,频率范围更广。缺点是寄生较多,谐振器需要定制。

滤波器分类

梳状腔体滤波器

交指滤波器最大的特点是宽带,可达 60%。在 K 波段时,宽带的梳状滤波器加工困难,通常采用交指结构。与梳状滤波器相比,交指滤波器寄生带宽较近(约 1.8F0),但在同体积下功率容量更大。

滤波器是无线通信系统的重要组成部分,种类繁多。选择时需综合考虑实际使用环境、性能需求等因素。当用户对滤波器指标概念不清时,可提供体积、损耗、抑制度、功率容量等信息,以便初步判断滤波器类型。