濾波器主要參數與特性指標

1、濾波器的主要參數（ definitions ） ：中心頻率（ center frequency ） ：濾波器通帶的頻率f0 ，一般取 f0= （f1+f2 ） /2 ， f1 、 f2為帶通或帶阻濾波器左、右相對下降1db 或 3db 邊頻點。窄帶濾波器常以插損最小點為中心頻率計算通帶帶寬。截止頻率（ cutoff frequency ） ：指低通濾波器的通帶右邊頻點及高通濾波器的通帶左邊頻點。通常以 1db 或 3db 相對損耗點來標準定義。相對損耗的參考基準為：低通以 dc 處插損為基準，高通則以未出現寄生阻帶的足夠高通帶頻率處插損為基準。通帶帶寬（ bwxdb ） ：指需要通過的頻譜寬度

2、， bwxdb= （ f2-f1 ） 。 f1 、 f2 為以中心頻率f0 處插入損耗為基準， 下降 x（ db ） 處對應的左、 右邊頻點。 通常用 x=3 、 1 、 0.5 即 bw3db 、bw1db 、 bw0.5db 表征濾波器通帶帶寬參數。分數帶寬（ fractional bandwidth ）=bw3db/f0 x100%,也常用來表征濾波器通帶帶寬。插入損耗（ insertion loss ） ：由于濾波器的引入對電路中原有信號帶來的衰耗，以中心或截止頻率處損耗表征，如要求全帶內插損需強調。紋波（ ripple ） ：指1db 或 3db 帶寬（截止頻率）范圍內，插損隨頻率在

3、損耗均值曲線基礎上波動的峰- 峰值。帶內波動（passband riplpe ） ：通帶內插入損耗隨頻率的變化量。 1db 帶寬內的帶內波動是 1db 。帶內駐波比（ vswr ） ：衡量濾波器通帶內信號是否良好匹配傳輸的一項重要指標。理想匹配 vswr=1 ： 1 ，失配時vswr1 。對于一個實際的濾波器而言，滿足 vswr在入射波和反射波相位相同的地方， 電壓振幅相加為最大電壓振幅vmax ， 形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅vmin ，形成波節(jié)。其它各點的振幅值則介于波腹與波節(jié)之間。 這種合成波稱為行駐波。 駐波比是駐波波腹處的電壓幅值 vmax 與波

4、節(jié)處的電壓幅值vmin 之比?；夭〒p耗（ return loss ） ：端口信號輸入功率與反射功率之比的分貝（ db ）數，也等于|20log10 p|, p為電壓反射系數。輸入功率被端口全部吸收時回波損耗為無窮大?；夭〒p耗， 又稱為反射損耗。 是電纜鏈路由于阻抗不匹配所產生的反射， 是一對線自身的反射。從數學角度看，回波損耗為 -10 lg （ 反射功率 ）/（ 入射功率 ） ?；夭〒p耗愈大愈好，以減少反射光對光源和系統的影響。阻帶抑制度： 衡量濾波器選擇性能好壞的重要指標。 該指標越高說明對帶外干擾信號抑制的越好。通常有兩種提法：一種為要求對某一給定帶外頻率fs 抑制多少 db ，計算方法

5、為fs處衰減量 as-il ； 另一種為提出表征濾波器幅頻響應與理想矩形接近程度的指標矩形系數（ kxdb1 ） ， kxdb=bwxdb/bw3db ， （ x 可為 40db 、 30db 、 20db 等） 。濾波器階數越多矩形度越高即 k 越接近理想值 1 ，制作難度當然也就越大。延遲（ td ） ：指信號通過濾波器所需要的時間，數值上為傳輸相位函數對角頻率的導數，即td=df/dv 。帶內相位線性度： 該指標表征濾波器對通帶內傳輸信號引入的相位失真大小。 按線性相位響應函數設計的濾波器具有良好的相位線性度。特性指標1 、特征頻率：1 ）通帶截頻 fp=wp/ （ 2p ）為通帶與過渡

6、帶邊界點的頻率，在該點信號增益下降到一個人為規(guī)定的下限；2 ）阻帶截頻 fr=wr/ （ 2p ）為阻帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點信號衰耗下降到一人為規(guī)定的下限；3）轉折頻率fc=wc/ （2p）為信號功率衰減到1/2 （約3db）時的頻率，在很多情況下，常以 fc 作為通帶或阻帶截頻；4 ）固有頻率f0=w0/（ 2p ）為電路沒有損耗時，濾波器的諧振頻率，復雜電路往往有多個固有頻率。5 、增益與衰耗濾波器在通帶內的增益并非常數。1）對低通濾波器通帶增益kp一般指w=0時的增益；高通指w-8時的增益；帶通則指中心頻率處的增益；6 ）對帶阻濾波器，應給出阻帶衰耗，衰耗定義為增益的倒數；3）通

7、帶增益變化量4 kp指通帶內各點增益的最大變化量，如果kp以db為單位，則指增益 db 值的變化量。3 、阻尼系數與品質因數阻尼系數是表征濾波器對角頻率為 w0 信號的作用，是濾波器中表示能量衰耗的一項指標。阻尼系數的倒數稱為品質因數， 是*價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個重要指標， q=w0/ hw。式中的aw為帶通或帶阻濾波器的3db帶寬，w0為中心頻率，在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。品質因數、諧振電路中所儲能量同電學和磁學的量。表示一個儲能器件(如電感線圈、電容等) 每周期損耗能量之比的一種質量指標；串聯諧振回路中電抗元件的 q 值等于它的電抗與其等效串聯電阻的比值；元件的 q

8、 值愈大，用該元件組成的電路或網絡的選擇性愈佳。在串聯電路中， 電路的品質因數q 有兩種測量方法， 一是根據公式 q=ul/u0=uc/u0測定， uc 與 ul 分別為諧振時電容器 c 與電感線圈 l 上的電壓；另一種方法是通過測量諧振曲線的通頻帶寬度 f=f2-f1 ,再根據 q=f0/(f2-f1) 求出q值。式中f0為諧振頻率，f2與fl是失諧時，亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的1/v2 (=0.707)倍時的上、下頻率點。q 值越大，曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好。4、靈敏度濾波電路由許多元件構成， 每個元件參數值的變化都會影響濾波器的性能。 濾波器某一性能指標 y 對某一元件參數x 變化的靈敏度記作sxy ，定義為： sxy=(dy/y)/(dx/x) 。該靈敏度與測量儀器或電路系統靈敏度不是一個概念， 該靈敏度越小， 標志著電路容錯能