LC濾波器的分析與設(shè)計(jì)

時(shí)間：2012-01-06 21:10:06

關(guān)鍵字： LC濾波器低通濾波器 BSP 元件

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[導(dǎo)讀]低通濾波器設(shè)計(jì)首先根據(jù)給定技術(shù)條件，選擇某一形式的低通原則型濾波器，查出、計(jì)算歸一化元件值，然后用所有要求的截止頻率和負(fù)載電阻進(jìn)行標(biāo)定，便可得到所需要低通濾波網(wǎng)絡(luò)。1、濾波器特性的逼近理想化的低通濾波

低通濾波器設(shè)計(jì)首先根據(jù)給定技術(shù)條件，選擇某一形式的低通原則型濾波器，查出、計(jì)算歸一化元件值，然后用所有要求的截止頻率和負(fù)載電阻進(jìn)行標(biāo)定，便可得到所需要低通濾波網(wǎng)絡(luò)。

1、濾波器特性的逼近理想化的低通濾波器衰減特性是不可能實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際上只能以盡可能小的誤差去逼近它，當(dāng)選用不同的逼近函數(shù)便可得到不同響應(yīng)曲線，即不同的衰減特性的濾波器，經(jīng)常采用的逼近函數(shù)特性有以下幾種：

1）巴特沃茲濾波器又稱最平響應(yīng)濾波器，通帶內(nèi)幅度最平塤，通帶外上升緩慢。

2）切比霸夫?yàn)V波器又稱等波紋響應(yīng)濾波器，通帶內(nèi)呈等波紋起伏，通帶外衰減單調(diào)上升。

3）考爾濾波器又稱通阻帶等波紡響應(yīng)濾波器，通帶、阻帶內(nèi)均呈等波起伏，其過(guò)渡帶衰減上升最快，但設(shè)計(jì)計(jì)算很繁瑣，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

4）貝塞爾濾波器雙稱最平時(shí)延濾波器，具有最大平坦群時(shí)延特性。

2、歸一化低通原型濾波器頻率和阻抗的結(jié)合標(biāo)定通常，都將低通原型濾波器的阻抗和頻率作歸一化處理，使得濾波器設(shè)計(jì)通用化。工程設(shè)計(jì)中查表得到的是頻率和阻抗都已歸一化的元件值，根據(jù)設(shè)計(jì)要求還要標(biāo)定成實(shí)際需要的截止頻率O。和負(fù)載電阻RL（或電源內(nèi)阻）時(shí)的元件值。實(shí)際值按下列公式計(jì)算；

式中R、L、C、O為實(shí)際值1 R1、L1、C1、O為歸一化值。

3、綜合網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱性用網(wǎng)絡(luò)綜合法設(shè)計(jì) 巴特沃茲和切比霸夫低通原型濾波器，得到的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式為T型其對(duì)形式X型，如表5.1-2底部和頂部示出的兩個(gè)對(duì)偶網(wǎng)絡(luò)。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)曲線是一致的，在電氣上是等效的，即滿足同一要求的低通濾波器都有具有兩種結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)要求選定其中一種。一般選電感小的電路，國(guó)為電感體積在頻率低時(shí)較大，損耗較大，制造工藝比電容復(fù)雜，且歇易受外界電磁場(chǎng)干擾。

欲將已知T型網(wǎng)絡(luò)變換為其對(duì)偶形式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和元件特性作如下變化；

（1）串聯(lián)支路變?yōu)椴⒙?lián)支路，反之亦然；

（2）并聯(lián)元件變?yōu)榇?lián)元件，反之亦然；

（3）電感變?yōu)殡娙?，電容變?yōu)殡姼校挡蛔?，即a(H)變a（F）；電阻變?yōu)殡妼?dǎo)，而數(shù)值不變，即B（O）變?yōu)锽（S），開(kāi)路變?yōu)槎搪?，電流源變?yōu)?strong>電壓源，反之亦然。

圖5.1-4示出由已知T型網(wǎng)絡(luò)變換為其對(duì)偶形式的例子。