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滤波器是什么,滤波器的类型与作用

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2015-11-11 06:27:47

一、滤波器的分类与作用

工程上根据输出端口对信号频率范围的要求,设计专门的网络,置于输入—输出端口之间,使输出端口所需要的频率分量能够顺利通过,而抑制或削弱不需要的频率分量,这种具有选频功能的中间网络,工程上称为滤波器。

滤波电路的传递函数定义:

滤波器的分类与作用

滤波器按滤波特性可分为低通、高通、带通和带阻四类,其传递函数如图所示。上述滤波器可分别采用不同的电路实现。

滤波器的分类与作用

图 滤波器分类

二、滤波器起什么作用?滤波器的类型

滤波器对不同频率的信号有不同的作用:在通带内使信号受到很小的衰减而通过;在通带与阻带之间的一段过渡带使信号受到不同程度的衰减;在阻带内使信号受到很大的衰减而起到抑制作用。

按照滤波器的三种频带在全频带中分布位置的不同,滤波器可分为以下四种基本类型:低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器和带阻滤波器。

除此之外,还有一种滤波器——全通滤波器,各种频率的信号都能通过,但通过以后不同频率信号的相位有不同的变化,实际上全通滤波器是一种移相器。

滤波器的类型根据组成电路的不同,滤波器还可分为:LC无源滤波器、RC无源滤波器、特殊元件构成的无源滤波器、RC有源滤波器。

LC无源滤波器:由电感和电容构成,具有良好的频率选择特性,并且信号能量损失小、噪声低、灵敏度低。缺点:电感元件体积大不便于集成化、在低频和超低频范围内品质因数低(频率选择性差)。

RC无源滤波器:与LC无源滤波器相比,用电阻取代了电感,解决了体积大的缺陷,但此类滤波器的频率选择特性比较差,一般只用作低性能的滤波器。

特殊元件构成的无源滤波器:这类滤波器诸如:机械滤波器、压电陶瓷滤波器、晶体滤波器等。工作原理一般是通过电能与机械能或分子振动的动能间的相互转换,并与器件固有频率谐振实现频率的选择,多用作频率选择性能很高的带通或者带阻滤波器。

优点:品质因数可达千万至数万、稳定性很高,可实现其他类型滤波器无法实现的特性。

缺点:种类有限、调整不方便,一般仅用于某些特殊场合。

RC有源滤波器:该类型的滤波器克服了RC无源滤波器中电阻元件消耗信号功率的缺陷,在电路中引入具有能量放大作用的有源器件如:电子管、晶体管、运算放大器等有源器件,能够弥补损失的能量,使RC滤波器既具有了像LC滤波器一样的良好频率选择特性,又具有体积小、便于集成的优点

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