第二章滤波器24

1、滤 波 器 滤波器:是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。滤波器概述滤波器概述1、滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。 2、主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。 3、滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号 4、利用这个特性可以将通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。 5、滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波，而

2、获得比较纯净的直流输出。6、最基本的滤波器，是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波。所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成。基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成，串联臂为电感器，并联臂为电容器。在电源及声频电路中之滤波器，最通用者为L型及型两种。就L型单节滤波器而言，其电感抗XL与电容抗XC，对任一频率为一常数，其关系为 XLXC=K2 v1、LC谐振式滤波器v利用LC谐振回路的阻抗特性，可对某一频率滤波，组成各种LC谐振式滤波器。v1）串联谐振式滤波器v利用LC回路串联谐振时，对谐振频率的信号回路阻抗最小，而对偏离的信号回路阻抗很大的特性，将其串接在电路中可以取出的信号

3、，而滤除其它信号；将其并接在电路中可以滤除的信号。v2）并联谐振式滤波器v利用LC回路并联谐振时，对谐振频率的信号回路阻抗最大，而对偏离的信号回路阻抗很小的特性，将其串接在电路中，可以滤除的信号；将其并接在电路中可以取出的信号，而滤除其它信号。vLC谐振式滤波器可通过改变L或C来改变谐振频率，从而较灵活地适应任何频率信号的滤波，在高频电路中广泛使用，但LC回路Q值不高，选择性不理想。v2、石英晶体滤波器v1) 物理特性（二氧化硅结晶体）v 结构：有三个对称轴 Z（光）轴、 X（电）轴、 Y（机械）轴 ，按与各轴不同角度切割形成不同晶体。在晶片上加金属电极引线，并以金属壳封装或玻璃壳封装，成为石

4、英晶体谐振器。（如图3-15、图3-16）v原理：压电效应：外力产生机械振动 表面有正负电荷产生或电谐振（正压电效应）；交变电压机械变形振动（反压电效应）v 过程:外加交变电压 周期振荡 电荷周期变化 交流流过晶体。石英晶体谐振器v2) 等效电路及阻抗特性v 石英晶体谐振器的等效电路。从图 可看出, 石英晶体谐振器是一串并联的振荡回路。 C0:晶体静电容(极板间电容) LS:质量(惯性) v CS:等效弹性模数 rS:摩擦损耗v串联谐振频率串联谐振频率fS:v并联谐振频率并联谐振频率fP:v由于由于CS f0时回路呈感性，f f0时回路呈容性，f f0时回路呈感性。6、串并联阻抗等效互换时：X

5、串=X并，R并=Q2R串（Q较大时）7、回路采用抽头接入的目的是为了减少负载和信号源内阻对回路的影响。8、滤波器主要有LC集中选择性滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷波波器和声表面波滤器。根据其各自特点应用到不同场合。其中石英晶体滤波器的Q值最高，选择性最好；声表面波滤波器工作频率高，抗辐射能力强，广泛用于通信设备中。 1、谐振频率或确定参数：、谐振频率或确定参数： v2、带宽、带宽v3、空载品质因数：、空载品质因数：LC1000 702.fBWfQ00011LLQrCrr C应用并联等效电阻应用并联等效电阻R0时时：0000 000 001RCQR CLgLg4 、并联等效电阻：、并联等效电阻：

6、000 000QLLRQLQrcCC例 1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载, 信号中心频率fs=10MHz, 回路电容C=50 pF, (1) 试计算所需的线圈电感值。(2) 若线圈品质因数为Q0=100, 试计 算回路谐振电阻及回路带宽。 (3) 若放大器所需的带宽BL=0.5 MHz, 则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求? 解: (1) 计算L值。 可得CfCL20220)2(11将将f0以兆赫兹以兆赫兹(MHz)为单位为单位, 以皮法以皮法(pF)为单位为单位, L以微亨（以微亨（H）为单位，）为单位， 上式可变为一实用计算上式可变为一实用计算公式公式:CfCfL20620225330101)21(将将f0=fs=10 MHz代入代入, 得得uL07.5回路总电阻为回路总电阻为760 100101020 210 507 10637637797637eRRQ L. kR R.RR. kR.(2) 回路谐振电阻和带宽回路谐振电阻和带宽76400 0100 210 507 10318 10318RQL. k回路带宽为回路带宽为kHzQfB1000(3) 求满足求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。带宽的并联电阻。 设回路上并联电阻为设回路上并联电阻为