(完整版)濾波器的分類及特點

1、濾波器的分類按元件分類，濾波器可分為： 有源濾波器、無源濾波器、陶瓷濾波器、晶體濾波器、機械濾波器、鎖相環(huán)濾波器、開關(guān)電容濾波器 等。按信號處理 的方式分類，濾波器可分為：模擬濾波器、數(shù)字濾波器。按通頻帶分類，濾波器可分為： 低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等。除此之外，還有一些特殊濾波器， 如滿足一定頻響特性、 相移特性的特殊濾波器，例如，線性相移濾波器、時延濾波器、音響中的計杈網(wǎng)絡(luò)濾波器、電視機中的中放聲表面波濾波器等。按通頻帶分類，有源濾波器 可分為：低通濾波器（LPF ）、高通濾波器（HPF ）、帶通濾波器（ BPF ）、帶阻濾波器（ BEF ）等。按通帶濾波特性 分類，

2、有源濾波器 可分為：最大平坦型（巴特沃思型） 濾波器、等波紋型（切比雪夫型）濾波器、線性相移型（貝塞爾型）濾波器等。按運放電路的構(gòu)成分類， 有源濾波器 可分為：無限增益單反饋環(huán)型濾波器、 無限增益多反饋環(huán)型濾波器、 壓控電源型濾波器、 負阻變換器型濾波器、 回轉(zhuǎn)器型濾波器等。有源濾波器的 特點及分類1.有源濾波器的特點有源濾波器的頻率范圍是由直流到500KHZ ，在低頻范圍內(nèi)已取代了傳統(tǒng)的LC 濾波器。特別是在很低頻率下不可能實現(xiàn) LC 濾波器，但有源濾波器卻能給出滿意的結(jié)果。1、有源濾波器它的輸入阻抗高，輸出阻抗極低， 因而具有良好的隔離性能，所以各級之間均無阻抗匹配的要求。2、易于制作截止

3、頻率或中心頻率連續(xù)可調(diào)的濾波器且調(diào)整容易。3、如果使用電位器、可變電容器，有源濾波器的頻率精度易于達到0.5% 。4、不用電感器，體積小、重量輕，在低頻情況下，這種優(yōu)點就更極為突出。5、設(shè)計有源濾波器比設(shè)計LC 濾波器具靈活性，也可得到電壓增益。但是應(yīng)當注意， 有源濾波器以集成運放作有源元件，所以一定要電源， 輸入小信號時受運放帶寬有限的限制，輸入大信號時受運放壓擺率的限制，這就決定了有源濾波器不適用于高頻范圍。目前實用范圍大致在100KHZ 以內(nèi)，另一方面，在頻率高于100KHZ 時，無源濾波器的性能卻比有源濾波器的好，當頻率高于 10MHZ 時，無源濾波器則更顯得優(yōu)越。2.有源濾波器按通帶

4、性能的分類像無源濾波器一樣，按通帶性能劃分有圖 5.1-1 所示的四種類型。即低通濾波器（LPF ）高通濾波器（HPF ），帶通濾波器（ BPF ），和帶阻濾波器 （BEF ）。以上四種濾波器，又統(tǒng)稱為選頻濾波器。除了選頻濾波器之外， 還有以相位響應(yīng)為主要特性的其他一些濾波器， 如全通濾波器。它的輸出幅度在全頻城內(nèi)是恒定不變的， 但輸出信號對輸入信號的相移卻是頻率的函數(shù)。 因此全通濾波器也稱為相移濾波器。 其幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)如圖 4.4-41 所示。3.有源濾波器以傳輸特性分類(1)最平通帶 “巴特沃斯 ”響應(yīng)巴特沃斯濾波器的特點 是在通帶以內(nèi)幅頻曲線的幅度最平坦， 由通帶到阻帶衰減陡度較緩

5、，截止頻率以后的衰減速率為 6MDB/ 倍頻程，相頻特性是非線性的。對階躍信號有過沖和振鈴現(xiàn)象。 巴特沃斯濾波器是一種通用型濾波器， 又稱為最平幅度濾波器，巴特沃斯低通濾波器特性如圖 5.4-42 所示。(2)通事等波紋 “切比雪夫 ”響應(yīng)切比雪夫濾波器 的特點是在通帶內(nèi)， 具有相等的波紋。 截頻衰減陡度比同階數(shù)巴特沃斯特性更陡度比同階數(shù)程時的衰減就超過 6NDB 。在階數(shù) N 一定時，波紋越大，截頻衰減陡度越陡。相位響應(yīng)也是非線性，但較之比巴特沃斯為差。切比雪夫低通濾波器特性如圖5.4-43 所示。(3)延遲平坦 “貝塞爾 ”響應(yīng)貝塞爾濾波器的特點 是延時特性最平坦， 幅頻特性最平坦區(qū)較小，

6、 從通帶到阻帶衰減緩慢。 貝塞爾濾波器的幅頻特性比巴特沃斯或切比雪夫濾波器差，但從圖 5.4-44 看出，貝塞爾濾波器的相位特性要好得多。貝塞爾濾波器又稱為線性相移或恒定延時濾波器。(4)通阻帶等波紋 “橢圓函數(shù) ”響應(yīng)橢圓函數(shù)濾波器的特點 是在通帶和阻帶內(nèi)均出現(xiàn)相等的紋波。圖 5.4-45 示出了橢圓函數(shù)低通濾波器響應(yīng)的幅頻特性曲線阻帶紋波的出現(xiàn)使橢圓函數(shù)濾波器獲得了從通事到阻帶的最大的衰減速率。 若給定濾波器的階數(shù) N，橢圓函數(shù)濾波器較其他類型的濾波器具有最陡的截頻衰減陡度。 但它的延時特性不如前三種好。圖 5.4-46 對上述四種低通濾波器的截頻衰減陡度進行了比較。橢圓函數(shù)濾波器又稱考爾

7、濾波器。4.有源濾波器按傳輸函數(shù)的極、零點分 類(1)全極點型濾波器以上介紹的巴特沃斯、 切比雪夫、貝塞爾等三種濾波器， 它們的共同特點是傳遞函數(shù)的零點在無限頻處。 也就是說，這些濾波器只有在無限頻處才能給出無窮大的衰減，稱之為全極點濾波器。(2)非全極點濾波器如橢圓函數(shù)濾波器和反切比雪夫濾波器的共同特點是傳遞函中既含零點也含極點、這樣就能在限頻處獲得無窮大的衰減。 以上兩種濾波器均是非全極點濾波器。上述濾波器均是非全極點濾波器。上述濾波器， 它們各有特點， 在實際應(yīng)用中， 應(yīng)該根據(jù)實際要求來選擇濾波器的類型。如果要求通帶響應(yīng)平坦， 對截頻衰減陡度要求不太高， 階躍響應(yīng)允許有過沖的話，則應(yīng)采用巴特沃斯濾波器。 若對幅度平坦性要求不嚴， 而對截止頻衰減陡度要求較高的情況， 應(yīng)采用切比雪夫濾波器。 而對那此在不失真地再現(xiàn)信號這一要求比衰減特性更重要的場合下， 則應(yīng)采用貝塞爾濾波器。 由于橢圓濾波器比其他類型濾波器， 才使用橢圓濾波器。 對于中等程度要求的濾波器來說， 全極點濾波器是完全能滿足要求的。在電