第4讲 集中选频滤波器VIP免费

集中选频滤波器概括地讲，所谓滤波器是指这样的一类电路:�能让指定频率的信号顺利地通过�具有一定的增益�对指定频率以外的信号则起衰减作用�分类：1.从功能上分；低、带、高、带阻。2.从实现方法上分:FIR、IIR3.从设计方法上来分：Chebyshev(切比雪夫）,Butterworth（巴特沃斯）4.从滤波器配置方式可分为两类：①分散选频每级放大都配置一个滤波器，构成一个统一的带通放大单元，几个这样的单元级联起来就是一个高增益带通放大器。②集中选频放大、滤波两部分都相对集中，滤波器集中设置在电路某处。集中滤波器通常接在放大器的前端或中间部位，这对提高选择性、抑制干扰大有益处，在更换时也比分散式方便得多。�前述课程所介绍“LC谐振回路”可做成LC滤波器�单LC谐振回路缺点：矩形系数大，选择性差。(p.8例1.1)�解决方案：组合使用，选择性有所提高，空载Q可达300左右。LC集中选频滤波器�在传统的无线电技术中，针对窄带信号的处理，常采用集中选频滤波器，包括：LC集中选频滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器1.晶体滤波器和陶瓷滤波器晶体滤波器和陶瓷滤波器�石英晶体具有压电效应。�压电效应，是指当晶体受到外部压力或拉力作用时,在它的某些特定表面上将出现电荷,而且外力大小与电荷密度之间存在着一定关系,这是正压电效应；�当晶体受到电场作用时,在它的某些特定方向上将出现形变,而且电场强度与形变之间也存在着一定关系,这是逆压电效应。�当交流电压加在晶体两端,晶体先随电压变化产生应变,然后机械振动又使晶体表面产生交变电荷。�当晶体几何尺寸和结构一定时,它本身有一个固有的机械振动频率。�当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时,晶体片的机械振动最大,晶体表面电荷量最多,外电路中的交流电流最强,于是产生了谐振。�某些常用的陶瓷材料（如锆钛酸铅，即PbZrTiO3）与石英晶体一样，也具有类似的压电效应和谐振特性。�当输入电信号的频率与这些陶瓷材料（或石英晶体）的固有频率一致时，会产生谐振。�所以，压电陶瓷片和石英晶体均具有谐振电路的特性，其空载品质因数可达几百以上，选择性非常好。�用压电陶瓷片和石英晶体分别可以做成陶瓷滤波器和晶体滤波器。2.声表面波滤波器�声表面波滤波器SAWF（ＳurfaceＡcousticＷaveＦilter）是利用某些晶体（如石英晶体、铌酸锂LiNbo3等）的压电效应和表面波传播的物理特性而制成的一种新型电—声换能器件。�具有良好的幅频特性和相频特性。声表面波滤波器(a)结构；(b)符号；(c)等效电路(a)输入输出输入输出RiCiRoCo(b)(c)Rs＋－压电基片发送叉指换能器接收叉指换能器吸声材料RLMBabsU��声表面波滤波器的滤波特性,如中心频率、频带宽度、频响特性等一般由叉指换能器的几何形状和尺寸决定。�这些几何尺寸包括叉指对数、指条宽度a、指条间隔b、指条有效长度Ｂ和周期长度Ｍ等。�目前，声表面波滤波器的中心频率可在几MHZ到几GHZ之间,矩形系数可达1.1。电噪声�无线电设备中的电噪声会对有用信号接收产生干扰。�包括：外部噪声和内部噪声�内部噪声又包括：电阻噪声、晶体管噪声、场效应管噪声1.电阻热噪声�电阻热噪声是由于电阻内部自由电子的热运动而产生的。�运动是不规则的,温度越高,运动越剧烈。（绝对零度-273.15℃停止）�起伏噪声电流�起伏噪声电压�起伏噪声电压的平均值为零。�起伏噪声电压的均方值是确定的,可以用功率计测量出来。实验发现,在整个无线电频段内,当温度一定时,单位单位电阻电阻上所消耗的平均功率在单位频带内几乎是一个常数,即其功率频谱密度功率频谱密度是一个常数。阻值为Ｒ的电阻产生的噪声电流功率频谱密度和噪声电压功率频谱密度分别为：KJkkTRfSRkTfSUI/1038.14)(4)(23−×===其中,k是波尔兹曼常数,Ｔ是电阻温度,以绝对温度Ｋ计量。在频带宽度为ＢＷ内产生的热噪声均方值电流和均方值电压分别为：BWfSUBWfSIUnn⋅=⋅=)()(212所以,一个实际电阻可以分别用噪声电流源和噪声电压源表示,如下图所示。电阻热噪声等效电路【例1.5】试计算510kΩ电阻的噪声均方值电压和均方值电流。设Ｔ＝２９０K,ＢＷ＝１００kＨｚ。解:22135232210532321014.310510102901...