滤波器,顾名思义,对波进行过滤的器件。“波”一个非常广泛的物理概念,电子技术领域,波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用,被转换为电压或电流的时间函数,称之为各种物理量的时间波形,或者称之为信号。因为自变量时间‘连续取值的所以称之为连续时间信号,又习惯地称之为模拟信号。
滤波器是由电感器和电容器构成的网路,可使混合的交直流电流分开。电源整流器中,即借助此网路滤净脉动直流中的涟波,而获得比拟纯洁的直流输出。最基本的滤波器,由一个电容器和一个电感器构成,称为L型滤波。所有各型的滤波器,都是集合L型单节滤波器而成。基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成,串联臂为电感器,并联臂为电容器。电源及声频电路中之滤波器,最通用者为L型及π型两种。就L型单节滤波器而言,其电感抗XL与电容抗XC对任一频率为一常数,其关系为XLXC=K2
随着数字式电子计算机(一般简称计算机)技术的发生和飞速发展,为了便于计算机对信号进行处置,发生了抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说,可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息,波、波形、信号这些概念既然表达的客观世界中各种物理量的变化,自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传达,靠的就是波形信号的传送。
使用注意:
1、接地线短:考虑到引脚的电感效应,其重要性前面已讨沦,滤波器的局部布线和设计线路板与机箱(金属板)连接结构时要特别注意。
2、干净地:如果决定使用板上滤波器,布线时就要注意在电缆端口处留出一块“干净地”滤波器和连接器都安装在干净地”上。通过前面的讨论,可知信号地线上的干扰是十分严重的如果直接将电缆的滤波电容连接到这种地线上,会造成严重的共模辐射问题。为了取得较好的滤波效果,必需准备一块干净地。并与信号地只能在一点连接起来,这个流通点称为“桥”所有信号线都从桥上通过,以减小信号环路面积。
3、并排设置:同一组电缆内的所有导线的未滤波部分在起,已滤波部分在一起。否则,一根导线的耒滤波局部会将另一根导线的已滤波局部重新污染9使电缆整体滤波失效。
4、靠近电缆:滤波器与面板之间的导线的距离应尽量短,必要时,使用金属板遮挡一下,隔离近场干扰。
1、巴特沃斯响应:
巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度,该响应非常平坦,接近DC信号,然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB最终迫近-20ndB/decad衰减率,其中n为滤波器的阶数。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用,其对于维护增益的平坦性来说非常重要。
2、贝塞尔响应:
除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外,滤波器还会为其引入了一个延迟,延迟使得基于频率的相移发生非正弦信号失真,就像巴特沃斯响应利用通带最大化了幅度的平坦度一样,贝塞尔响应最小化了通带的相位非线性。
3、切贝雪夫响应:
一些应用当中,最为重要的因素是滤波器截断不用要信号的速度,如果你可以接受通带具有一些纹波,就可以得到比巴特沃斯滤波器更快速的衰减。附录A包括了设计多达8阶的具巴特沃斯、贝塞尔和切贝雪夫响应滤波器所需参数的表格。其中两个表格用于切贝雪夫响应∶一个用于0.1dB最大通带纹波;另一个用于1dB最大通带纹波。
滤波器的功能就是使目标频率的信号通过,对信号进行帅选的选频电路。