濾波器的主要參數有哪些 濾波器參數怎么選擇

一、 濾波器的主要參數有哪些

1、中心頻率（Center Frequency）：濾波器通帶的頻率f0，一般取f0=（f1 f2）/2，f1、f2為帶通或帶阻濾波器左、右相對下降1dB或3dB邊頻點。窄帶濾波器常以插損最小點為中心頻率計算通帶帶寬。

2、截止頻率（Cutoff Frequency）：指低通濾波器的通帶右邊頻點及高通濾波器的通帶左邊頻點。通常以1dB或3dB相對損耗點來標準定義。相對損耗的參考基準為：低通以DC處插損為基準，高通則以未出現寄生阻帶的足夠高通帶頻率處插損為基準。

3、通帶帶寬：指需要通過的頻譜寬度，BW=（f2-f1）。f1、f2為以中心頻率f0處插入損耗為基準。

4、插入損耗（Insertion Loss）：由于濾波器的引入對電路中原有信號帶來的衰耗，以中心或截止頻率處損耗表征，如要求全帶內插損需強調。

5、紋波（Ripple）：指1dB或3dB帶寬（截止頻率）范圍內，插損隨頻率在損耗均值曲線基礎上波動的峰值。

6、帶內波動（Passband Ripple）：通帶內插入損耗隨頻率的變化量。1dB帶寬內的帶內波動是1dB。

7、帶內駐波比（VSWR）：衡量濾波器通帶內信號是否良好匹配傳輸的一項重要指標。理想匹配VSWR=1：1，失配時VSWR大于1。對于一個實際的濾波器而言，滿足VSWR小于1.5：1的帶寬一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例與濾波器階數和插損相關。

8、回波損耗（Return Loss）：端口信號輸入功率與反射功率之比的分貝（dB）數，也等于20Log10ρ，ρ為電壓反射系數。輸入功率被端口全部吸收時回波損耗為無窮大。

9、阻帶抑制度：衡量濾波器選擇性能好壞的重要指標。該指標越高說明對帶外干擾信號抑制的越好。通常有兩種提法：一種為要求對某一給定帶外頻率fs抑制多少dB，計算方法為fs處衰減量；另一種為提出表征濾波器幅頻響應與理想矩形接近程度的指標——矩形系數（KxdB大于1），KxdB=BWxdB/BW3dB，（X可為40dB、30dB、20dB等）。濾波器階數越多矩形度越高——即K越接近理想值1，制作難度當然也就越大。

10、延遲（Td）：指信號通過濾波器所需要的時間，數值上為傳輸相位函數對角頻率的導數，即Td=df/dv。

11、帶內相位線性度：該指標表征濾波器對通帶內傳輸信號引入的相位失真大小。按線性相位響應函數設計的濾波器具有良好的相位線性度。

二、濾波器參數怎么選擇

濾波器參數的選擇是信號處理中至關重要的一步。合適的濾波器參數能夠有效地減少信號噪聲和干擾，提高信號的質量和可靠性。下面將介紹如何選擇濾波器參數及相應的計算公式。

1、濾波器參數的選擇

在選擇濾波器參數時，需要考慮以下因素：

（1）信號類型：不同類型的信號需要不同的濾波器。

（2）濾波器類型：常見的濾波器類型包括低通、高通、帶通、帶阻等。

（3）通帶和阻帶的特性：需要根據具體的應用場景選擇合適的通帶和阻帶特性。

（4）濾波器階數：階數越高，濾波器的抑制效果越好，但也會帶來更多的衰減。

（5）截止頻率：需要根據信號頻率和信號帶寬選擇合適的截止頻率。

2、濾波器參數計算公式

具體的濾波器參數計算公式如下：

（1）低通濾波器截止頻率的計算公式：f_c=1/(2πRC)，其中f_c為截止頻率，R為電阻值，C為電容值。

（2）高通濾波器截止頻率的計算公式：f_c=1/(2πRC)，其中f_c為截止頻率，R為電阻值，C為電容值。

（3）帶通濾波器中心頻率的計算公式：f_c=(f_{c1} f_{c2})/2，其中f_{c1}和f_{c2}分別為上下限頻率。

（4）帶通濾波器帶寬的計算公式：B=f_{c2}-f_{c1}。

（5）帶阻濾波器中心頻率的計算公式：f_c=(f_{c1} f_{c2})/2，其中f_{c1}和f_{c2}分別為上下限頻率。

（6）帶阻濾波器帶寬的計算公式：B=f_{c2}-f_{c1}。