第二章濾波器24

1、濾 波 器 濾波器:是一種用來消除干擾雜訊的器件，將輸入或輸出經過過濾而得到純凈的直流電。對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電路，就是濾波器，其功能就是得到一個特定頻率或消除一個特定頻率。濾波器概述濾波器概述1、濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路。 2、主要作用是：讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能大的衰減。 3、濾波器一般有兩個端口，一個輸入信號、一個輸出信號 4、利用這個特性可以將通過濾波器的一個方波群或復合噪波，而得到一個特定頻率的正弦波。 5、濾波器是由電感器和電容器構成的網路，可使混合的交直流電流分開。電源整流器中，即借助此網路濾凈脈動直流中的漣波，而

2、獲得比較純凈的直流輸出。6、最基本的濾波器，是由一個電容器和一個電感器構成，稱為L型濾波。所有各型的濾波器，都是集合L型單節(jié)濾波器而成?；締喂?jié)式濾波器由一個串聯臂及一個并聯臂所組成，串聯臂為電感器，并聯臂為電容器。在電源及聲頻電路中之濾波器，最通用者為L型及型兩種。就L型單節(jié)濾波器而言，其電感抗XL與電容抗XC，對任一頻率為一常數，其關系為 XLXC=K2 v1、LC諧振式濾波器v利用LC諧振回路的阻抗特性，可對某一頻率濾波，組成各種LC諧振式濾波器。v1）串聯諧振式濾波器v利用LC回路串聯諧振時，對諧振頻率的信號回路阻抗最小，而對偏離的信號回路阻抗很大的特性，將其串接在電路中可以取出的信號

3、，而濾除其它信號；將其并接在電路中可以濾除的信號。v2）并聯諧振式濾波器v利用LC回路并聯諧振時，對諧振頻率的信號回路阻抗最大，而對偏離的信號回路阻抗很小的特性，將其串接在電路中，可以濾除的信號；將其并接在電路中可以取出的信號，而濾除其它信號。vLC諧振式濾波器可通過改變L或C來改變諧振頻率，從而較靈活地適應任何頻率信號的濾波，在高頻電路中廣泛使用，但LC回路Q值不高，選擇性不理想。v2、石英晶體濾波器v1) 物理特性（二氧化硅結晶體）v 結構：有三個對稱軸 Z（光）軸、 X（電）軸、 Y（機械）軸 ，按與各軸不同角度切割形成不同晶體。在晶片上加金屬電極引線，并以金屬殼封裝或玻璃殼封裝，成為石

4、英晶體諧振器。（如圖3-15、圖3-16）v原理：壓電效應：外力產生機械振動 表面有正負電荷產生或電諧振（正壓電效應）；交變電壓機械變形振動（反壓電效應）v 過程:外加交變電壓 周期振蕩 電荷周期變化 交流流過晶體。石英晶體諧振器v2) 等效電路及阻抗特性v 石英晶體諧振器的等效電路。從圖 可看出, 石英晶體諧振器是一串并聯的振蕩回路。 C0:晶體靜電容(極板間電容) LS:質量(慣性) v CS:等效彈性模數 rS:摩擦損耗v串聯諧振頻率串聯諧振頻率fS:v并聯諧振頻率并聯諧振頻率fP:v由于由于CS f0時回路呈感性，f f0時回路呈容性，f f0時回路呈感性。6、串并聯阻抗等效互換時：X

5、串=X并，R并=Q2R串（Q較大時）7、回路采用抽頭接入的目的是為了減少負載和信號源內阻對回路的影響。8、濾波器主要有LC集中選擇性濾波器、石英晶體濾波器、陶瓷波波器和聲表面波濾器。根據其各自特點應用到不同場合。其中石英晶體濾波器的Q值最高，選擇性最好；聲表面波濾波器工作頻率高，抗輻射能力強，廣泛用于通信設備中。 1、諧振頻率或確定參數：、諧振頻率或確定參數： v2、帶寬、帶寬v3、空載品質因數：、空載品質因數：LC1000 702.fBWfQ00011LLQrCrr C應用并聯等效電阻應用并聯等效電阻R0時時：0000 000 001RCQR CLgLg4 、并聯等效電阻：、并聯等效電阻：

6、000 000QLLRQLQrcCC例 1 設一放大器以簡單并聯振蕩回路為負載, 信號中心頻率fs=10MHz, 回路電容C=50 pF, (1) 試計算所需的線圈電感值。(2) 若線圈品質因數為Q0=100, 試計 算回路諧振電阻及回路帶寬。 (3) 若放大器所需的帶寬BL=0.5 MHz, 則應在回路上并聯多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求? 解: (1) 計算L值。 可得CfCL20220)2(11將將f0以兆赫茲以兆赫茲(MHz)為單位為單位, 以皮法以皮法(pF)為單位為單位, L以微亨（以微亨（H）為單位，）為單位， 上式可變?yōu)橐粚嵱糜嬎闵鲜娇勺優(yōu)橐粚嵱糜嬎愎焦?CfCfL20620225330101)21(將將f0=fs=10 MHz代入代入, 得得uL07.5回路總電阻為回路總電阻為760 100101020 210 507 10637637797637eRRQ L. kR R.RR. kR.(2) 回路諧振電阻和帶寬回路諧振電阻和帶寬76400 0100 210 507 10318 10318RQL. k回路帶寬為回路帶寬為kHzQfB1000(3) 求滿足求滿足0.5 MHz帶寬的并聯電阻。帶寬的并聯電阻。 設回路上并聯電阻為設回路上并聯電阻為