濾波器的定義、參數(shù)以及測試方法

1、.認(rèn)證部物料培訓(xùn)濾波器主講人：鄒一鳴精品.一、 濾波器的定義濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路。主要作用是：讓有用信號盡可能無衰減的通過， 對無用信號盡可能大的衰減。濾波器，顧名思義，是對波進(jìn)行過濾的器件。 “波”是一個(gè)非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域， “波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時(shí)間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時(shí)間函數(shù)，稱之為各種物理量的時(shí)間波形，或者稱之為信號。因?yàn)樽宰兞繒r(shí)間是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時(shí)間信號，又習(xí)慣地稱之為模擬信號(Analog Signal)。隨著數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)( 一般簡稱計(jì)算機(jī) ) 技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)

2、展， 為了便于計(jì)算機(jī)對信號進(jìn)行處理，產(chǎn)生了在抽樣定理指導(dǎo)下將連續(xù)時(shí)間信號變換成離散時(shí)間信號的完整的理論和方法。 也就是說，可以只用原模擬信號在一系列離散時(shí)間坐標(biāo)點(diǎn)上的樣本值表達(dá)原始信號而不丟失任何信息， 波、波形、信號這些概念既然表達(dá)的是客觀世界中各種物理量的變化， 自然就是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存的各種信息的載體。 信息需要傳播，靠的就是波形信號的傳遞。信號在它的產(chǎn)生、 轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變，有時(shí)，甚至是在相當(dāng)多的情況下，這種畸變還很嚴(yán)重，以致于信號及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當(dāng)中了。濾波，本質(zhì)上是從被噪聲畸變和污染了的信號中提取原始信號所攜帶的信息的過程。二、

3、 濾波器的分類濾波器按所處理的信號分為 模擬濾波器 和數(shù)字濾波器模擬濾波器可以分為 聲表濾波器 和介質(zhì)濾波器三、聲表濾波器的原理及特點(diǎn)聲表面波濾波器 是利用石英、鈮酸鋰、鈦酸鋇晶體具有壓電效應(yīng)做成的。所謂壓電效應(yīng)， 即是當(dāng)晶體受到機(jī)械作用時(shí)， 將產(chǎn)生與壓力成正比的電場的現(xiàn)象。 具有壓電效應(yīng)的晶體， 在受到電信號的作用時(shí)， 也會(huì)產(chǎn)生彈性形變而發(fā)出機(jī)械波（聲波） ，即可把電信號轉(zhuǎn)為聲信號。由于這種聲波只在晶體表面?zhèn)鞑ィ?故稱為聲表面波。 聲表面波濾波器的英文縮寫為 SAWF，聲表面波濾波器具有體積小，重量輕、性能可靠、不需要復(fù)雜調(diào)整。在有線電視系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)鄰頻傳輸?shù)年P(guān)鍵器件。精品.聲表面波濾波器的特

4、點(diǎn)：（1）頻率響應(yīng)平坦，不平坦度僅為0.3- 0.5dB，群時(shí)延 30-50ns。（2）SAWF矩形系數(shù)好，帶外抑制可達(dá)40dB 以上。（3）插入損耗雖高達(dá) 25-30dB，但可以用放大器補(bǔ)償電平損失。四、 聲表濾波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)C:Documents and五、 聲表濾波器的技術(shù)指標(biāo)及含義1. 絕對衰減 ：指的是在濾波器的輸出功率與輸入功率的差值， 然后取絕對值，因輸入功率比輸出的功率大。所以，得到的會(huì)是一個(gè)負(fù)值，故需要取絕對值。在功率計(jì)算當(dāng)中，mW和 dB 的換算方法dBm = 10 x log功率 /mW其中， mW是功率的單位，dB 是增益的單位dBm、 dBi 、dBd、 dBc、 d

5、B 的定義和區(qū)別1.dBm是一個(gè)表征功率絕對值的量，計(jì)算公式為：10lgP （功率值 /1mW）。dBi和 dBd 是表征增益的量（功率增益），兩者都是一個(gè)相對值，但參考基準(zhǔn)不一樣。dBi 的參考基準(zhǔn)為全方向性天線， dBd 的參考基準(zhǔn)為偶極子，所以兩者略有不同。一般認(rèn)為，表示同一個(gè)增益，用 dBi 表示出來比用 dBd 表示出來要大 2.15 。有時(shí)也會(huì)看到 dBc，它也是一個(gè)表示功率相對值的單位， 與 dB 的計(jì)算方法完全一樣。 一般來說， dBc 是相對于載波（ Carrier ）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾 （同頻干擾、 互調(diào)干擾、 交調(diào)干擾、 帶

6、外干擾等） 以及耦合、 雜散等的相對量值。在采用 dBc 的地方，原則上也可以使用dB 替代。4. dB是一個(gè)表征相對值的量，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個(gè)dB 時(shí)，按下面計(jì)算公式： 10lg （甲功率 / 乙功率）2. 插入損耗 ：插入損耗是不帶濾波器時(shí)， 從源到負(fù)載轉(zhuǎn)換的信號電壓與帶濾波器時(shí)，從源到負(fù)載轉(zhuǎn)換的信號電壓之比（單位是 dB）絕對衰減與插入損耗的區(qū)別絕對衰減是是在阻帶上，濾波器對輸入信號的絕對衰減；而插入損耗則是指在允許通過的頻帶范圍內(nèi)， 新插入的元器件對電路帶來的損耗值。精品.3 中心頻率（ fc ）：帶通濾波器（或帶阻濾波器）的兩個(gè) 3dB之間的中點(diǎn)。4 每 3.84

7、MHz的帶內(nèi)波動(dòng) ：在同頻帶范圍內(nèi)，每 3.84MHz小頻段的功率偏差。5 帶內(nèi)波動(dòng) ：在通頻帶內(nèi)，功率的最高值與功率的最小值之差，帶內(nèi)波動(dòng)是越小越好。6 電壓駐波比（ VSWR）：電壓駐波比描述的是駐波最大電壓與駐波最小電壓的比。其與電壓反射系數(shù)的大小有關(guān)，也與輸入端口的S11和輸出端口的 S22 的大小有關(guān)。駐波：頻率和振幅均相同、振動(dòng)方向一致、傳播方向相反的兩列行波疊加后形成的波為駐波相關(guān)計(jì)算公式對於輸入端口： 電壓駐波比 Sin 定義 Input=(1+|S11|)/(1-|S11|)對於輸出端口：電壓駐波比Sout 定義 Out=(1+|S22|)/(1-|S22|)7. 不平衡端口

8、匹配阻抗 ：高速 PCB 布線時(shí)，為了防止信號的反射，要求是線路的阻抗為 50 歐姆。這是個(gè)大約的數(shù)字 , 一般規(guī)定同軸電纜基帶 50 歐姆 , 頻帶 75 歐姆 , 對絞線則為 100 歐姆 , 只是取個(gè)整而已 , 為了匹配方便8. 輸入電平：輸入信號的電壓值精品.六、 聲表濾波器的參數(shù)認(rèn)證1.絕對衰減：測試設(shè)備：電源，綜測儀（或頻譜儀） ，PC，萬用表測試方法：用 PC控制產(chǎn)品處于發(fā)射狀態(tài)；用綜測儀檢測聲表濾波器的輸入端的功率，記錄輸入功率 Pin ；用綜測儀測試聲表濾波器輸出端的功率， 用電流表測試聲表濾波器的工作電流，用電壓表檢測聲表濾波器的工作電壓 ( 如下圖所示 ) ，用PC控制產(chǎn)品用最大功率發(fā)射，記錄最大功率 Pmax，并記錄最大功率時(shí)聲表濾波器的電壓 U 及電流 I 。P=/Pmax-Pin/2. 中心頻率（ fc ）測試設(shè)備：頻譜儀測試方法：將頻譜儀的帶寬設(shè)置好， 用頻譜儀測試聲表濾波器