滤波器基本原理PPT学习教案

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1、会计学1滤波器基本原理滤波器基本原理第一页，共39页。第1页/共39页第二页，共39页。 LA()=10log(Pin/PL)=-log(1-|in ()|2） (dB)第2页/共39页第三页，共39页。第3页/共39页第四页，共39页。%1ff%20ff窄带(zhi di)：宽带：第4页/共39页第五页，共39页。第5页/共39页第六页，共39页。n表示滤波器的匹配情况，单位：表示滤波器的匹配情况，单位：dBReturn Loss（RL) = =dBincidentreflectedPPlog01 20 log G210log10log(1)ininLPILP G第6页/共39页第七页，共3

2、9页。(60dB)(3dB)BWBW点点第7页/共39页第八页，共39页。第8页/共39页第九页，共39页。第9页/共39页第十页，共39页。2222110log()/LDLDEQILQQ|cccQ storedloss平均储能平均储能一个周期内的平均耗能功率损耗WP333ccLDdBdBdBULffQffBW111LDFEQQQ滤波器的Q值比实际阻抗(zkng)和导纳容易测量，带通和带阻滤波器的阻抗(zkng)或导纳可用Q来计算。 （课本 P145）NoImage22222/111LDEinLDQQQLF GLF称为称为(chn wi)损耗因数损耗因数00归一化频率偏差第10页/共39页第十

3、一页，共39页。耗散(ho sn)系数第11页/共39页第十二页，共39页。基本(jbn)LC低通滤波器T-型常数-k低通滤波器-型常数-k低通滤波器CL基本串联带通滤波器基本并联带通滤波器o基本串联、并联带通滤波器第12页/共39页第十三页，共39页。基本(jbn)串联带阻滤波器基本并联带阻滤波器(a) 8个极点的低通滤波器(b) 6个极点带通滤波器第13页/共39页第十四页，共39页。第14页/共39页第十五页，共39页。第15页/共39页第十六页，共39页。第16页/共39页第十七页，共39页。CL基本LC低通滤波器CLg2g0g1g3gngn1(n为 偶数)gngn1或(n为 奇数)(

4、a)g1g0g2g3gngn1(n为 偶数)gngn1或(n为 奇数)(b)p低通LC滤波器原型(yunxng)g0 是输入端(源)的导抗值，gn+1 是输出端(负载)的导抗值。归一化条件：阻抗归一化为1;低通截止角频率为1rad/s。gi 和gi+1交替地为导纳或阻抗，n为奇数，则输入/出端同为导纳或阻抗，n为偶数，则输入/出端元件描述不同。n：阶数原型函数极点的数目;低通原型中电抗性元件的数目。电容输入式电感输入式第17页/共39页第十八页，共39页。1ngg0g1g2gngn1gn1或gngn1(n为偶数)(n为奇数)(a)g1g0g2gn12ggn1gn或gngn11ng(b)2g(n

5、为偶数)(n为奇数)1ng1ng第18页/共39页第十九页，共39页。22210log(1)10log()10log1NinILLF G是归一化频率(pnl)，N是滤波器的阶数，通常1当1时，IL=3dB随着N的增加(zngji)，滤波器特性变得陡峭0.1lg(101)2lgASsLN若要求在S的衰减为LAS，则第19页/共39页第二十页，共39页。0.1lg(101)2lgASLsN根据(gnj)设计参数要求，所需滤波器的阶数可以由以下公式确定或者查找右图确定第20页/共39页第二十一页，共39页。第21页/共39页第二十二页，共39页。2210log()10log1( )NILLFT0.1

6、10.11101cosh101coshAsArsLLNcosh 是双曲余弦(yxin)，cosh x =(ex + ex)/2 TN()为N阶切比雪夫多项式为调整(tiozhng)通带内波纹的常数因子第22页/共39页第二十三页，共39页。波纹(bwn)为3dB的切比雪夫滤波器衰减特性波纹为0.5dB的切比雪夫滤波器衰减(shui jin)特性p切比雪夫滤波器比巴特沃斯滤波器具有更陡峭(duqio)的过渡带特性。对于较高的归一化频率 ，其衰减特性相当于提高了约(22N)/4倍。第23页/共39页第二十四页，共39页。第24页/共39页第二十五页，共39页。第25页/共39页第二十六页，共39页

7、。LAr = 0.01dB n g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 1 0.0960 1.0000 2 0.4488 0.4077 1.1007 3 0.6291 0.9702 0.6291 1.0000 4 0.7128 1.2003 1.3212 0.6476 1.1007 5 0.7563 1.3049 1.5773 1.3049 0.7563 1.0000 6 0.7813 1.3600 1.6896 1.5350 1.4970 0.7098 1.1007 7 0.7969 1.3924 1.7481 1.6331 1.7481 1.3924 0.79

8、69 1.0000 8 0.8072 1.4130 1.7824 1.6833 1.8529 1.6193 1.5554 0.7333 1.1007 9 0.8144 1.4270 1.8043 1.7125 1.9057 1.7125 1.8043 1.4270 0.8144 1.0000 10 0.8196 1.4369 1.8192 1.7311 1.9362 1.7590 1.9055 1.6527 1.5817 0.7446 1.1007 第26页/共39页第二十七页，共39页。元件(yunjin)数N的确定和巴特沃斯滤波器相同，可由其计算公式或图表确定第27页/共39页第二十八页，

9、共39页。nsLAsg1g2g2g3g4g4g531.449313.56980.74270.70960.54120.74271.694918.85710.83330.84390.32520.83332.000024.00120.89490.93750.20700.89492.500030.51610.94711.01730.12050.947141.200012.08560.37140.56641.09291.11940.9244椭圆函数元件椭圆函数元件(yunjin)数和元件数和元件(yunjin)值（波纹值（波纹LAr = 0.1 dB）第28页/共39页第二十九页，共39页。第29页/共

10、39页第三十页，共39页。第30页/共39页第三十一页，共39页。0000YggZg0为电阻(dinz) g0为电导 第31页/共39页第三十二页，共39页。c/()111/(/)LLcCcCjxj Ljgj Ljxj Cj Cjg 实际实际(shj)低通滤波器的元件值低通滤波器的元件值低通原型滤波器的元件值低通原型滤波器的元件值/,/LCCCLgCg第32页/共39页第三十三页，共39页。/,/()GLGCGCGCLLRg RCC RgR/,/LCCCLgCg01GGGRg RRGNLRgR1信号源内阻(ni z)或1/LGNRRg导纳转换成阻抗(zkng)后进行阻抗(zkng)缩比第33页

11、/共39页第三十四页，共39页。第34页/共39页第三十五页，共39页。1101 . 0AssLAsn110/1cosh/110cosh也可通过(tnggu)查图表确定n取最接近的整数，则 n=5第35页/共39页第三十六页，共39页。第36页/共39页第三十七页，共39页。94 pF132 pF94 pF120 nH120 nH50 OH50 OH0.0010.0020.0030.0040.0050.000.0010.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00f /GHzRL / dB0.0010.0020.0030.0040.0050.00IL / dB第37页/共39页第三十八页，共39页。第38页/共39页第三十九页，共39页。