課程設(shè)計(jì)無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-15 16:56 本頁(yè)面
【正文】 2021； 3． 童詩(shī)白，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，北京：高等教育出版社， 1988； 4． 康華光，《電子技術(shù)基礎(chǔ) —— 模擬部分》，北京：高等教育出版社， 2021 5． 本課程教材 5 一．無(wú)源濾波器的簡(jiǎn)介 無(wú)源濾波器，又稱 LC濾波器 ，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對(duì)主要次諧波（ 7）構(gòu)成低阻抗旁路； 單調(diào)諧濾波器 、 雙調(diào)諧濾波器 、 高通濾波器 都 屬于無(wú)源濾波器。 無(wú)源濾波器的優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠性較高、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，至今仍是應(yīng)用廣泛的被動(dòng)諧波治理方法。 無(wú)源濾波器的分類： 無(wú)源濾波器主要可以分為兩大類：調(diào)諧濾波器和 高通 濾波器。 調(diào)諧濾波器包括單調(diào)諧濾波器和雙調(diào)諧濾波器，可以濾除某一次 (單調(diào)諧 )或兩次 (雙調(diào)諧 )諧波，該諧波的頻率稱為調(diào)諧濾波器的 諧振頻率 ； 高通濾波器也稱為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和 c型濾波器，用來(lái)大幅衰減低于某一頻率的諧波，該頻率稱為高通濾波器的 截止頻率 。 無(wú)源濾波器的發(fā)展歷程： 1917年 美國(guó) 和 德國(guó) 科學(xué)家分別發(fā)明了 LC濾波器 ，次年導(dǎo)致了美國(guó)第一個(gè)多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn)。 20世紀(jì) 50年代無(wú)源濾波器日趨成熟。 自 60年代起由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展， 濾波器 發(fā)展上了一個(gè)新臺(tái)階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價(jià)廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為 70年代以后的主攻方向。導(dǎo)致 RC 有源濾波器、數(shù)字濾波器 、 開關(guān)電容濾波器 和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展； 到 70年代后期，上述幾種濾波器的單片集成已被研制出來(lái)并得到應(yīng)用。 80年代，致力于各類新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴(kuò)大應(yīng)用范圍。 90年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應(yīng)用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。 二．無(wú)源濾波器原理與電路分析 根據(jù)幅頻特性所表示的通過或阻止信號(hào)頻率范圍的不同，濾波器可分為低通濾波器（ LPF）、高通濾波器（ HPF）、帶通濾波器（ BPF）、 和帶阻濾波器（ BEF）四種。圖分別為四種濾波器的實(shí)際幅頻特性的示意圖。 濾波器是對(duì)輸入信號(hào)的頻率具有選擇性的一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，它允許某些頻率（通常是某個(gè)頻率范圍）的信號(hào)通過，而其它頻率的信號(hào)幅值均要受到衰減或抑制。這些網(wǎng)絡(luò)可以由 RLC 元件或 RC 元件構(gòu)成的無(wú)源濾波器，也可由 RC 元件和有源器件構(gòu)成的有源濾波器。 濾波器的網(wǎng)絡(luò)函數(shù) H（ jω），又稱為正弦傳遞函數(shù)。它可用下式表示： 6 式中 A(ω )為濾波器的幅頻特性，θ (ω )為濾波器的相頻特性。它們均可通過實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)測(cè)量。 低通濾波電路，其幅頻響應(yīng)如圖 (a)所示，圖中 |H(jω C)|為增益的幅值， K 為增益常數(shù)。由圖可知，它的功能是通過從零到某一截止頻率ω C的低頻信號(hào)，而對(duì)大于ω C的所有頻率則衰減，因此其帶寬 B=ω C. 高通濾波電路，其幅頻響應(yīng)如圖 (b)所示 .由圖可以看到，在 0ω ω C 范圍內(nèi)的頻率為阻帶，高于ω C的頻率為通帶。 帶通濾波電路，其幅頻響應(yīng)如圖 (c)所示。圖中ω Cl為下截止 頻率，ω Ch為上截止頻率，ω 0為中心頻率。由圖可知，它有兩個(gè)阻帶： 0ω ω Cl和ω ω Ch，因此帶寬 B=ω Chω Cl。 帶阻濾波電路，其幅頻響應(yīng)如圖 (d)所示。由圖可知，它有兩個(gè)通帶： 0ω ω Cl及ω ω Ch和一個(gè)阻帶ω Clω ω Ch。因此它的功能是衰減ω Cl到ω Ch間的信號(hào)。通帶ω ω Ch也是有限的。 帶阻濾波電路阻帶中點(diǎn)所在的頻率ω Z叫零點(diǎn)頻率。 二階基本節(jié)低通、高通
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