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低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过, 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。在工业生产应用中低通滤波器设计首先根据给定技术条件,选择某一形式的低通原则型滤波器,查出、计算归一化元件值,然后用所有要求的截止频率和负载电阻进行标定,便可得到所需要低通滤波网络。
一.、滤波器特性的逼近 理想化的低通滤波器衰减特性是不可能实现的,实际上只能以尽可能小的误差去逼近它,当选用不同的逼近函数便可得到不同响应曲线,即不同的衰减特性的滤波器,经常采用的逼近函数特性有以下几种:
1.巴特沃兹滤波器:又称最平响应滤波器,通带内幅度最平埙,通带外上升缓慢。
2.切比霸夫滤波器:又称等波纹响应滤波器,通带内呈等波纹起伏,通带外衰减单调上升。
3.考尔滤波器:又称通阻带等波纺响应滤波器,通带、阻带内均呈等波起伏,其过渡带衰减上升最快,但设计计算很繁琐,网络结构复杂。
4.贝塞尔滤波器:双称最平时延滤波器,具有最大平坦群时延特性。
二.、归一化低通原型滤波器频率和阻抗的结合标定通常,都将低通原型滤波器的阻抗和频率作归一化处理,使得滤波器设计通用化。工程设计中查表得到的是频率和阻抗都已归一化的元件值,根据设计要求还要标定成实际需要的截止频率O。和负载电阻RL(或电源内阻)时的元件值。
三、综合网络的对称性 用网络综合法设计巴特沃兹和切比霸夫低通原型滤波器,得到的网络结构形式为T型其对形式X型。这两个网络的响应曲线是一致的,在电气上是等效的,即满足同一要求的低通滤波器都有具有两种结构,设计者可根据要求选定其中一种。一般选电感小的电路,电感体积在频率低时较大,损耗较大,制造工艺比电容复杂,且歇易受外界电磁场干扰。
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