般lc濾波器的設(shè)計(jì)ppt課件-wenkub
2023-05-27 13:01:38 本頁(yè)面
【正文】 Hz～ 1GHz） 工作。制造簡(jiǎn)單、重復(fù)性好。 ? 信號(hào)源的交變電壓 發(fā)端換能器 壓電效應(yīng)作用 基體材料彈性形變 (聲波 ) 收端換能器 反壓電效應(yīng) 交變電信號(hào) 負(fù)載。 缺點(diǎn)： LRSR 表面波 傳播方向 ? 聲表面波是僅在材料表面?zhèn)鞑サ囊环N聲波，其傳播速度為電磁波速度的 ，等效波長(zhǎng)極短。 ?不易集成化。 ? 頻率變換是將原型低通濾波器的特性曲線變換得到高通、帶通和帶阻濾波器的特性曲線； ? 網(wǎng)絡(luò)變換是將頻率變換的結(jié)果體現(xiàn)在低通原型濾波器元件的變化，以便實(shí)現(xiàn)高通、帶通和帶阻濾波器。其中， 歸一化元件值為： ? 利用此結(jié)果重新計(jì)算帶寬比 20/=，再利用圖 階次為 3的衰減 As， 結(jié)果為 43分貝，滿足要求。 0 0 0 39。 這個(gè)過(guò)程的示意如圖所示。 阻帶最小衰減 As 是 35分貝；阻帶頻率是 20千赫茲。 （ 3）設(shè)計(jì)舉例 例 設(shè)計(jì)一個(gè)幅度平坦低通濾波器，要求從 1分貝， 20千赫茲以上衰減大于 35分貝，信號(hào)源和負(fù)載電阻均為600歐姆。 ? 信號(hào)源電阻和負(fù)載電阻 Rs和 RL， 通常取二者相等。 ? 選擇電路。4. 實(shí)現(xiàn) （續(xù) 3） （ 1） 濾波器的歸一化設(shè)計(jì) ? 真正元件值計(jì)算 要將工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格中歸一化元件值和歸一化頻率標(biāo)定成 實(shí)際截止頻率和負(fù)載阻抗時(shí)的元件值，應(yīng)該按下式計(jì)算： LRRR39。RRRL?(與頻率無(wú)關(guān) ) c????39。C?139。 4. 實(shí)現(xiàn) （續(xù) 1） （ 1） 濾波器的歸一化設(shè)計(jì) ? 濾波器 阻抗 歸一化 ? 要求：將阻抗用負(fù)載阻抗進(jìn)行歸 一化；保持濾波器各元件 間的阻抗關(guān)系不變。為了這些數(shù)據(jù)表格的通用性，將濾波器的阻抗用負(fù)載阻抗進(jìn)行了歸一 化，頻率用截止頻率進(jìn)行了歸一化。 P?三、貝塞爾逼近（ Beseel）（ 相位平坦） ： 貝塞爾濾波器： 在整個(gè)通帶內(nèi)，相位 頻率特性的起伏最小或最平，群延時(shí)最小。適用于一般性濾波。 ? “信號(hào)與系統(tǒng)”第十章有詳細(xì)介紹。 下圖 可實(shí)現(xiàn)的傳輸函數(shù) 必須滿足如下約束條件： ? 它必須是 s的實(shí)系數(shù)有理函數(shù) ? 它的極點(diǎn)必須位于 s平面的左半平面 ? 分子多項(xiàng)式的階數(shù)必須等于或小于分母多項(xiàng)式的階數(shù) 2. 描述濾波器實(shí)際頻率特性的參數(shù) （十個(gè)參數(shù) ） 0 0 ??? ??A ? ??Ap?pA rAsAr? s?s?Ar表示通帶內(nèi)最大波紋衰減； ?r稱波紋帶寬； As表示阻帶最小衰減； ?s表示阻帶邊緣角頻率； ?p表示通帶內(nèi)幅度起伏； ?s表示阻帶內(nèi)幅度起伏； ?c稱為截止頻率（衰減 3分貝處角頻率）；還有特征阻抗 。 ?實(shí)際濾波器與理想特性之間主要的區(qū)別在于： ? 逼近方法： 常用的逼近方法有巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近、橢圓 逼近和貝塞爾逼近。 ? 通帶衰耗不為零；阻帶衰耗不為無(wú)窮大。 其中： Ap表示最大通帶衰減； ?p表示通帶角頻率； 返回 sAs?P?說(shuō)明： ?在實(shí)際濾波器的設(shè)計(jì)中，根據(jù)對(duì)濾波器頻率特性的要求，確定上述這些參數(shù)，再根據(jù)這些參數(shù)，確定最接近這些參數(shù)的傳輸函數(shù) 和 。 H j( )?Hs( )3. 逼近 問(wèn)題： 一、 巴特沃斯逼近（ Butterworth）（ 幅度最大平坦型） 0 ?? ??Ap?pAnCjH2211)(?????????????式中 n為 濾波器的階數(shù)， ?c 為截止頻率。 四種逼近衰減特性曲線的方法 3. 逼近問(wèn)題 （ 續(xù) 1） 二、切比雪夫逼近（ Chebyshev）（ 等波紋型） 0 ?? ??Ar?rA??????????cnCjH????22211)(式中 ?為小于 1的實(shí)常數(shù)，它決定通帶波紋 ?，它們之間的關(guān)系為 110 ?? ??為切比雪夫多項(xiàng)式。但帶外衰減慢。 4. 實(shí)現(xiàn) （ 1）、 濾波器的歸一 化設(shè)計(jì) nY212 ?nZ22 ?nY6Y5Z4Y3Z2Y1Z?一般網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：為梯形網(wǎng)絡(luò) ,共有 2n階次。 R 39。11CCR L ??? LCRC ?39。LRLRLcLcL??? ???? LRLLc??39。? 39。滿足同一要求的低通濾波器電路都有兩種結(jié)構(gòu)， 它們互為對(duì)偶，一般選擇電感少的電路。 （幅度最大平坦型、等波紋型 ………) ? 根據(jù)低通濾波器的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，選擇低通濾波器的形式。 一、選擇低通濾波器的形式。 例 （ 續(xù) 1） 二、利用濾波器計(jì)算曲線（ p43），確定濾波器的階次 n 。 pA rA sAn 1?n1P2P4P?1y? 技術(shù)指標(biāo)中， 只給出從 0～ 1分貝，并未 給出截止頻率，所以需要確定截止頻率。1 ?C 39。 由此，可以確定所需要的階次為 3。 ?附錄中列出了這些變換關(guān)系，有興趣者可看，不作為課程要求。 ?工作頻率較高時(shí)，小電感不易制作，且分布參數(shù)影響難估計(jì)，調(diào)整困難。 ? 聲表濾波器是以鈮酸鋰、鋯鈦酸鉛或石英等壓電材料為基體構(gòu)成的一種 電聲換能元件 。 sV 聲表面波濾波器 （ SAW）（ 電聲換能 器件） 5101? 相對(duì)通頻帶有時(shí)可以達(dá)到 50%。 ?接入系統(tǒng)，會(huì)有一定的（幾－二十幾 dB）損耗 。 叉指的寬度和間隔決定換能器的中心頻率。 ? 用一些基本單元電路構(gòu)成濾波器，例如用有源 RC 積分器 和加法器等。） ? 用積分器和加法器實(shí)現(xiàn)電路方程； ? 根據(jù)原型濾波器中元件數(shù)值，確定積分器等電路中元件參數(shù)。2v3v11CSRL 2SLRL31CSRL? ?? ?? ?)()(1)()()()()()()(1)(323331222111sVsVCsRsVsVsVsLRsVsVsVsVCsRsVLLSL?????????? 運(yùn)算仿真法實(shí)現(xiàn)有源 RC 濾波器 （續(xù) 4） LRRRRRRRR ??????? 32312221131211FCCCC 6313111 ??????FRLCL62221 101 ????sv1v3v39。 ?開關(guān)電容單元電路由開關(guān)和電容組合而成，是借助在時(shí)鐘控 制下的開關(guān)，利用電容器上電荷的儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)移完成電路功能的。
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