濾波器(filter)是一種減少或消除諧波對電力系統(tǒng)影響的電氣部件。濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信號，或消除一個特定頻率后的電源信號。濾波器主要分為有源濾波器和無源濾波器，作用是讓有用信號無衰減的通過，對無用信號進行大的反射。

　　基本介紹

　　濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路。隨著電子市場的不斷發(fā)展濾波器也越來越被廣泛生產(chǎn)和使用，濾波器(filter)是指減少或消除諧波對電力系統(tǒng)影響的電氣部件。濾波器是一種用來消除干擾雜訊的器件，將輸入或輸出經(jīng)過濾波而得到純凈的電源。

　　濾波器主要分為有源濾波器和無源濾波器。主要作用是讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能大的反射。濾波器一般有兩個端口，一個輸入信號、一個輸出信號，利用這個特性可以選通通過濾波器的一個方波群或復合噪波，而得到一個特定頻率的正弦波。濾波器的功能就是允許某一部分頻率的信號順利的通過，而另外一部分頻率的信號則受到較大的抑制，它實質(zhì)上是一個選頻電路。

　　濾波器中，把信號能夠通過的頻率范圍，稱為通頻帶或通帶;反之，信號受到很大衰減或完全被抑制的頻率范圍稱為阻帶;通帶和阻帶之間的分界頻率稱為截止頻率;濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路，可使混合的交直流電流分開。電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動直流中的漣波，而獲得比較純凈的直流輸出。最基本的濾波器，是由一個電容器和一個電感器構(gòu)成，稱為L型濾波。所有各型的濾波器，都是集合L型單節(jié)濾波器而成。基本單節(jié)式濾波器由一個串聯(lián)臂及一個并聯(lián)臂所組成，串聯(lián)臂為電感器，并聯(lián)臂為電容器。在電源及聲頻電路中之濾波器，最通用者為L型及π型兩種。就L型單節(jié)濾波器而言，其電感抗XL與電容抗XC，對任一頻率為一常數(shù)，其關(guān)系為XL·XC=K2。

　　故L型濾波器又稱為K常數(shù)濾波器。倘若一濾波器的構(gòu)成部分，較K常數(shù)型具有較尖銳的截止頻率(即對頻率范圍選擇性強)，而同時對此截止頻率以外的其他頻率只有較小的衰減率者，稱為m常數(shù)濾波器。所謂截止頻率，亦即與濾波器有尖銳諧振的頻率。通帶與帶阻濾波器都是m常數(shù)濾波器，m為截止頻率與被衰減的其他頻率之衰減比的函數(shù)。每一m常數(shù)濾波器的阻抗與K常數(shù)濾波器之間的關(guān)系，均由m常數(shù)決定，此常數(shù)介于0～1之間。當m接近零值時，截止頻率的尖銳度增高，但對于截止頻的倍頻之衰減率將隨著而減小。最合于實用的m值為0.6。至于那一頻率需被截止，可調(diào)節(jié)共振臂以決定之。m常數(shù)濾波器對截止頻率的衰減度，決定于共振臂的有效Q值之大小。若達K常數(shù)及m常數(shù)濾波器組成級聯(lián)電路，可獲得尖銳的濾波作用及良好的頻率衰減。

　　主要作品

　　濾波器，顧名思義，是對波進行過濾的器件。“波”是一個非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時間函數(shù)，稱之為各種物理量的時間波形，或者稱之為信號。因為自變量時間‘是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時間信號，又習慣地稱之為模擬信號(Analog Signal)。隨著數(shù)字式電子計算機(一般簡稱計算機)技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)展，為了便于計算機對信號進行處理，產(chǎn)生了在抽樣定理指導下將連續(xù)時間信號變換成離散時間信號的完整的理論和方法。

　　也就是說，可以只用原模擬信號在一系列離散時間坐標點上的樣本值表達原始信號而不丟失任何信息，波、波形、信號這些概念既然表達的是客觀世界中各種物理量的變化，自然就是現(xiàn)代社會賴以生存的各種信息的載體。信息需要傳播，靠的就是波形信號的傳遞。信號在它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變，有時，甚至是在相當多的情況下，這種畸變還很嚴重，以致于信號及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當中了。

　　濾波，本質(zhì)上是從被噪聲畸變和污染了的信號中提取原始信號所攜帶的信息的過程。

　　響應(yīng)類型

　　巴特沃斯響應(yīng)(最平坦響應(yīng))

　　巴特沃斯響應(yīng)能夠最大化濾波器的通帶平坦度。該響應(yīng)非常平坦，接近DC信號，然后慢慢衰減至截止頻率點為-3dB，最終逼近-20ndB/decade的衰減率，其中n為濾波器的階數(shù)。巴特沃斯濾波器特別適用于低頻應(yīng)用，其對于維護增益的平坦性來說非常重要。

　　貝塞爾響應(yīng)

　　除了會改變依賴于頻率的輸入信號的幅度外，濾波器還會為其引入了一個延遲。延遲使得基于頻率的相移產(chǎn)生非正弦信號失真。就像巴特沃斯響應(yīng)利用通帶最大化了幅度的平坦度一樣，貝塞爾響應(yīng)最小化了通帶的相位非線性。

　　切貝雪夫響應(yīng)

　　在一些應(yīng)用當中，最為重要的因素是濾波器截斷不必要信號的速度。如果你可以接受通帶具有一些紋波，就可以得到比巴特沃斯濾波器更快速的衰減。附錄A包含了設(shè)計多達8階的具巴特沃斯、貝塞爾和切貝雪夫響應(yīng)濾波器所需參數(shù)的表格。其中兩個表格用于切貝雪夫響應(yīng)∶一個用于0.1dB最大通帶紋波;另一個用于1dB最大通帶紋波。

　　濾波器,濾波器的種類/作用/原理是什么?

　　1.定義

　　凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器，相當于頻率“篩子”。

　　

　　

　　2.分類

　　

　　幅頻特性如下

　　

　　頻率通帶：能通過濾波器的頻率范圍

　　頻率阻帶：被濾波器抑制或極大地衰減的信號頻率范圍。

　　截止頻率：通帶與阻帶的交界點。

　　2)按物理原理分：機械式、電路式

　　按處理信號分：模擬、數(shù)字

　　3.濾波器的作用

　　1)將有用的信號與噪聲分離，提高信號的抗干擾性及信噪比;

　　2)濾掉不感興趣的頻率成分，提高分析精度;

　　3)從復雜頻率成分中分離出單一的頻率分量。

　　二、理想濾波器與實際濾波器

　　1.理想濾波器的頻率特性

　　理想濾波器：使通帶內(nèi)信號的幅值和相位都不失真，阻喧內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器，其通帶和阻帶之間有明顯的分界線。

　　如理想低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為

　　

　　

　　理想濾波器實際上并不存在。

　　2.實際濾波器

　　實際濾波器的幅頻特性如下圖所示

　　

　　實際濾波器的特性需要以下參數(shù)描述：

　　

　　①信頻程選擇性：

　　與上、下截止頻率處相比，頻率變化一倍頻程時幅頻特性的衰減量，即

　　

　　信頻程選擇性總是小于等于零，顯然，計算信量的衰減量越大，選擇性越好。

　　②濾波器因素

　　：-60dB處的帶寬與-3dB處的帶寬之比值，即

　　

　　③分辨力：即分離信號中相鄰頻率成分的能力，用品質(zhì)因素Q描述。

　　

　　3.實際帶通濾波器的形式

　　①恒定帶寬帶通濾波器:B=常量，與中心頻率f0無關(guān)。

　　②恒定百分比帶通濾波器：

　　在高頻區(qū)恒定百分比帶通濾波器的分辨率比恒定帶寬帶通濾波器差。

　　

　　三、RC無源模擬式濾波器

　　1.一階RC低通濾波器

　　

　　

　　

　　

　　2.一階高通濾波器

　　

　　

　　

　　

　　3.帶通濾波器

　　將RC低通和高通濾波器串聯(lián)起來，就可以組成RC帶通濾波器。

　　

　　

　　四、數(shù)字濾波器簡介

　　數(shù)學濾波：通過一定的計算方法和計算程序?qū)﹄x散信號進行加工，將其改造成新要求的。離散信號，有低通、高通、帶通、帶阻之分。數(shù)字濾波是對模擬濾波的一種模擬。如模擬RC低通濾波器，輸出與輸入的關(guān)系式為：

　　

　　主要參數(shù)

　　濾波器的主要參數(shù)(Definitions)：

　　中心頻率(Center Frequency)：濾波器通帶的中心頻率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。

　　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(xiàn)寄生阻帶的足夠高通帶頻率處插損為基準。

　　通帶帶寬(BWxdB)：指需要通過的頻譜寬度，BWxdB=(f2-f1)。f1、f2為以中心頻率f0處插入損耗為基準，下降X(dB)處對應(yīng)的左、右邊頻點。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征濾波器通帶帶寬參數(shù)。分數(shù)帶寬(fractional bandwidth)=BW3dB/f0×100[%]，也常用來表征濾波器通帶帶寬。

　　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(nèi)插損需強調(diào)。

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

　　帶內(nèi)波動(Passband Riplpe)：通帶內(nèi)插入損耗隨頻率的變化量。1dB帶寬內(nèi)的帶內(nèi)波動是1dB。

　　帶內(nèi)駐波比(VSWR)：衡量濾波器通帶內(nèi)信號是否良好匹配傳輸?shù)囊豁椫匾笜恕＠硐肫ヅ銿SWR=1：1，失配時VSWR>1。對于一個實際的濾波器而言，滿足VSWR<1.5：1的帶寬一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例與濾波器階數(shù)和插損相關(guān)。

　　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(shù)，也等于|20Log10ρ|，ρ為電壓反射系數(shù)。輸入功率被端口全部吸收時回波損耗為無窮大。

　　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As-IL;另一種為提出表征濾波器幅頻響應(yīng)與理想矩形接近程度的指標——矩形系數(shù)(KxdB>1)，KxdB=BWxdB/BW3dB，(X可為40dB、30dB、20dB等)。濾波器階數(shù)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。

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

　　帶內(nèi)相位線性度：該指標表征濾波器對通帶內(nèi)傳輸信號引入的相位失真大小。按線性相位響應(yīng)函數(shù)設(shè)計的濾波器具有良好的相位線性度，但頻率選擇性很差，限于脈沖、或調(diào)相信號傳輸系統(tǒng)應(yīng)用。

　　特性指標

　　1、特征頻率：

　　1)通帶截頻fp=wp/(2p)為通帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點信號增益下降到一個人為規(guī)定的下限;

　　2)阻帶截頻fr=wr/(2p)為阻帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點信號衰耗下降到一人為規(guī)定的下限;

　　3)轉(zhuǎn)折頻率fc=wc/(2p)為信號功率衰減到1/2(約3dB)時的頻率，在很多情況下，常以fc作為通帶或阻帶截頻;

　　4)固有頻率f0=w0/(2p)為電路沒有損耗時，濾波器的諧振頻率，復雜電路往往有多個固有頻率。

　　2、增益與衰耗

　　濾波器在通帶內(nèi)的增益并非常數(shù)。

　　1)對低通濾波器通帶增益Kp一般指w=0時的增益;高通指w→∞時的增益;帶通則指中心頻率處的增益;

　　2)對帶阻濾波器，應(yīng)給出阻帶衰耗，衰耗定義為增益的倒數(shù);

　　3)通帶增益變化量△Kp指通帶內(nèi)各點增益的最大變化量，如果△Kp以dB為單位，則指增益dB值的變化量。

　　3、阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)

　　阻尼系數(shù)是表征濾波器對角頻率為w0信號的阻尼作用，是濾波器中表示能量衰耗的一項指標。

　　阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質(zhì)因數(shù)，是*價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個重要指標，Q= w0/△w。式中的△w為帶通或帶阻濾波器的3dB帶寬，w0為中心頻率，在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。

　　4、靈敏度

　　濾波電路由許多元件構(gòu)成，每個元件參數(shù)值的變化都會影響濾波器的性能。濾波器某一性能指標y對某一元件參數(shù)x變化的靈敏度記作Sxy，定義為：Sxy=(dy/y)/(dx/x)。

　　該靈敏度與測量儀器或電路系統(tǒng)靈敏度不是一個概念，該靈敏度越小，標志著電路容錯能力越強，穩(wěn)定性也越高。

　　5、群時延函數(shù)

　　當濾波器幅頻特性滿足設(shè)計要求時，為保證輸出信號失真度不超過允許范圍，對其相頻特性∮(w)也應(yīng)提出一定要求。在濾波器設(shè)計中，常用群時延函數(shù)d∮(w)/dw*價信號經(jīng)濾波后相位失真程度。群時延函數(shù)d∮(w)/dw越接近常數(shù)，信號相位失真越小。

　　主要分類

　　按所處理的信號分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種。

　　按所通過信號的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。

　　低通濾波器：它允許信號中的低頻或直流分量通過，抑制高頻分量或干擾和噪聲;

　　高通濾波器：它允許信號中的高頻分量通過，抑制低頻或直流分量;

　　帶通濾波器：它允許一定頻段的信號通過，抑制低于或高于該頻段的信號、干擾和噪聲;

　　帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號，允許該頻段以外的信號通過。

　　按所采用的元器件分為無源和有源濾波器兩種。

　　無源濾波器：僅由無源元件組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。這類濾波器的優(yōu)點是：電路比較簡單，不需要直流電源供電，可靠性高;缺點是：通帶內(nèi)的信號有能量損耗，負載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時容易引起電磁感應(yīng)，當電感L較大時濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。

　　有源濾波器：由無源元件和有源器件組成。這類濾波器的優(yōu)點是：通帶內(nèi)的信號不僅沒有能量損耗，而且還可以放大，負載效應(yīng)不明顯，多級相聯(lián)時相互影響很小，利用級聯(lián)的簡單方法很容易構(gòu)成高階濾波器，并且濾波器的體積小、重量輕、不需要磁屏蔽;缺點是：通帶范圍受有源器件的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場合不適用。

　　根據(jù)濾波器的安放位置不同，一般分為板上濾波器和面板濾波器。

　　板上濾波器安裝在線路板上，如PLB、JLB系列濾波器。這種濾波器的優(yōu)點是經(jīng)濟，缺點是高頻濾波效果欠佳。其主要原因是：

　　1、濾波器的輸入與輸出之間沒有隔離，容易發(fā)生耦合;

　　2、濾波器的接地阻抗不是很低，削弱了高頻旁路效果;

　　3、濾波器與機箱之間的一段連線會產(chǎn)生兩種不良作用： 一個是機箱內(nèi)部空間的電磁干擾會直接感應(yīng)到這段線上，沿著電纜傳出機箱，借助電纜輻射，使濾波器失效;另一個是外界干擾在被板上濾波器濾波之前，借助這段線產(chǎn)生輻射，或直接與線路板上的電路發(fā)生耦合，造成敏感度問題;

　　濾波陣列板、濾波連接器等面板濾波器一般都直接安裝在屏蔽機箱的金屬面板上。由于直接安裝在金屬面板上，濾波器的輸入與輸出之間完全隔離，接地良好，電纜上的干擾在機箱端口上被濾除，因此濾波效果相當理想。缺點是必須在設(shè)計初期考慮安裝所需的配合結(jié)構(gòu)。

　　常見種類

　　數(shù)字濾波器

　　與模擬濾波器相對應(yīng)，在離散系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用數(shù)字濾波器。它的作用是利用離散時間系統(tǒng)的特性對輸入信號波形或頻率進行加工處理。或者說，把輸入信號變成一定的輸出信號，從而達到改變信號頻譜的目的。數(shù)字濾波器一般可以用兩種方法來實現(xiàn)：一種方法是用數(shù)字硬件裝配成一臺專門的設(shè)備，這種設(shè)備稱為數(shù)字信號處理機;另一種方法就是直接利用通用計算機，將所需要的運算編成程序讓通用計算機來完成，即利用計算機軟件來實現(xiàn)。

　　低通濾波器

　　低通濾波器是指車載功放中能夠讓低頻信號通過而不讓中、高頻信號通過的電路，其作用是濾去音頻信號中的中音和高音成分，增強低音成分以驅(qū)動揚聲器的低音單元。由于車載功放大部分都是全頻段功放，通常采用AB類放大設(shè)計，功率損耗比較大，所以濾除低頻段的信號，只推動中高頻揚聲器是節(jié)省功率、保證音質(zhì)的最佳選擇。此外高通濾波器常常和低通濾波器成對出現(xiàn)，不論哪一種，都是為了把一定的聲音頻率送到應(yīng)該去的單元。

　　低通濾波器是容許低于截止頻率的信號通過，但高于截止頻率的信號不能通過的電子濾波裝置。

　　對于不同濾波器而言，每個頻率的信號的減弱程度不同。當使用在音頻應(yīng)用時，它有時被稱為高頻剪切濾波器, 或高音消除濾波器。

　　低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路(如音頻設(shè)備中使用的hiss濾波器、平滑數(shù)據(jù)的數(shù)字算法、音障(acoustic barriers)、圖像模糊處理等等，這兩個工具都通過剔除短期波動、保留長期發(fā)展趨勢提供了信號的平滑形式。

　　低通濾波器在信號處理中的作用等同于其它領(lǐng)域如金融領(lǐng)域中移動平均數(shù)所起的作用;

　　低通濾波器有很多種，其中，最通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫濾波器。

　　帶通濾波器

　　1、帶通濾波器的工作原理：

　　一個理想的濾波器應(yīng)該有一個完全平坦的通帶，例如在通帶內(nèi)沒有增益或者衰減，并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉，另外，通帶外的轉(zhuǎn)換在極小的頻率范圍完成。實際上，并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠?qū)⑵谕l率范圍外的所有頻率完全衰減掉，尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現(xiàn)象，并且使用每十倍頻的衰減幅度dB來表示。通常，濾波器的設(shè)計盡量保證滾降范圍越窄越好，這樣濾波器的性能就與設(shè)計更加接近。然而，隨著滾降范圍越來越小，通帶就變得不再平坦—開始出現(xiàn)“波紋”。這種現(xiàn)象在通帶的邊緣處尤其明顯，這種效應(yīng)稱為吉布斯現(xiàn)象。

　　除了電子學和信號處理領(lǐng)域之外，帶通濾波器應(yīng)用的一個例子是在大氣科學領(lǐng)域，很常見的例子是使用帶通濾波器過濾3到10天時間范圍內(nèi)的天氣數(shù)據(jù)，這樣在數(shù)據(jù)域中就只保留了作為擾動的氣旋。

　　在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率，這里濾波器的增益最大，濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。

　　2、帶通濾波器的應(yīng)用區(qū)域：

　　許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個不同頻段的信號，在顯示上利用發(fā)光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率 ，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質(zhì)因數(shù) ，3dB帶寬B=1/(п*R3*C)也可根據(jù)設(shè)計確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。R1=Q/(2пfoAoC)，R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC)，R3=2Q/(2пfoC)。上式中，當fo=1KHz時，C取0.01Uf。此電路亦可用于一般的選頻放大。 有源帶通濾波器電路，此電路亦可使用單電源，只需將運放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。

　　模擬濾波器

　　模擬濾波器在測試系統(tǒng)或?qū)Ｓ脙x器儀表中是一種常用的變換裝置。例如：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻裝置;低通濾波器用作數(shù)字信號分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波;高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測儀中剔除低頻干擾噪聲;帶阻濾波器用作電渦流測振儀中的陷波器，等等。

　　用于頻譜分析裝置中的帶通濾波器，可根據(jù)中心頻率與帶寬之問的數(shù)值關(guān)系，分為兩種：

　　一種是帶寬B不隨中心頻率人而變化，稱為恒帶寬帶通濾波器，其中心頻率處在任何頻段上時，帶寬都相同;

　　另一種是帶寬B與中心頻率人的比值是不變的，稱為恒帶寬比帶通濾波器，其中心頻率越高，帶寬也越寬。

　　聲表面波濾波器

　　聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，這個波被稱為彈性聲表面波。聲表面波的傳播速度比電磁波的速度約小10萬倍。聲表面波濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性而制成的一種濾波專用器件，廣泛應(yīng)用于電視機及錄像機中頻電路中，以取代LC中頻濾波器，使圖像、聲音的質(zhì)量大大提高。

　　SAW 聲表濾波器、聲表諧振器，是在壓電基片材料表面產(chǎn)生并傳播、且其振幅隨深入基片本材料的深度增加而迅速減少的的彈性波。聲表面波(SAW)是傳播于壓電晶體表面的機械波，其聲速僅為電磁波速的十萬分之一，傳播衰耗很小。

　　SAW 聲表器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術(shù)制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的壓電效應(yīng)，通過輸入叉指換能器(IDT)將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號，并局限在基片表面?zhèn)鞑?#xff0c;輸出IDT將聲信號恢復成電信號，實現(xiàn)電-聲-電的變換過程，完成電信號處理過程，獲得各種用途的電子器件。采用了先進微電子加工技術(shù)制造的聲表面波器件，具有體積小、重量輕、可靠性高、一致性好、多功能以及設(shè)計靈活等優(yōu)點。

　　介質(zhì)濾波器

　　介質(zhì)濾波器利用介質(zhì)陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率等特點設(shè)計制作的，由數(shù)個長型諧振器縱向多級串聯(lián)或并聯(lián)的梯形線路構(gòu)成。其特點是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，便攜電話、汽車電話、無線耳機、無線麥克風、無線電臺、無繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級向耦合濾波。

　　有源電力濾波器

　　有源電力濾波器是一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行補償，可以彌補無源濾波器的缺點，獲得比無源濾波器更好的補償特性，是一種理想的補償諧波裝置。早在70年代，有源電力濾波器的基本原理和主電路拓撲結(jié)構(gòu)就已被確定，但由于受當時的技術(shù)條件限制，未能使有源電力濾波器得以實施。進入80年代后，新型電力電子器件的出現(xiàn)、PWM控制技術(shù)的發(fā)展以及瞬時無功功率理論的提出，極大地促進了有源電力濾波器技術(shù)的發(fā)展。國外已開始在工業(yè)和民用設(shè)備上廣泛使用有源電力濾波器，并且單機裝置的容量逐步提高，其應(yīng)用領(lǐng)域從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的方向發(fā)展。

　　有源電力濾波器容量與其它三相交流電力設(shè)備的容量定義相同。有源電力濾波器中最基本的是并聯(lián)型，其容量取決于與裝置連接的交流回路電壓有效值與補償電流有效值的乘積。并聯(lián)型有源電力濾波器與諧波源負載所接的交流電壓相同，因此裝置的容量主要由補償電流決定，而補償電流的大小和裝置的補償目的有關(guān)，即有源電力濾波器僅僅是只補償諧波還是要同時補償諧波和無功。只補償諧波時，有源電力濾波器的補償電流與負載電流的諧波分量大小相等而方向相反，兩者的有效值是一樣的，這種情況下，裝置的容量取決于負載電流中諧波的大小。如果要求有源電力濾波器同時補償諧波和無功，則裝置容量由補償對象中諧波組成及要求補償無功的程度共同決定。

　　由于有源電力濾波器的價格要遠遠高于無源濾波器，為降低補償裝置的投資，主要辦法就是降低有源電力濾波器的容量。主要思路是將有源電力濾波器和無源濾波器混合使用，用無源濾波器濾除諧波源中主要的諧波電流，用有源電力濾波器來提高總體的補償效果，這就是混合型有源電力濾波器。還有學者提出其他方法，如注入回路方式等等，其主要目的也是降低有源濾波器的容量，但尚未進入實用階段。

　　有源電力濾波器為了能及時產(chǎn)生補償電流以抵消諧波源負載的諧波電流，要求其控制電路必須實時檢測、計算補償對象的諧波電流。完成這部分工作的主要是基于瞬時無功功率理論的各種檢測計算電路。實現(xiàn)時多為模擬電路，其線路較為繁瑣、結(jié)構(gòu)較為復雜。許多學者一直在尋找比較簡單的方法來完成這部分工作。另外，隨著高速數(shù)據(jù)處理芯片DSP接口功能的日趨完善，采用數(shù)字化方法來實現(xiàn)這部分工作的研究也在積極地進行。

　　使用注意

　　板上濾波器雖然對高頻的濾波效果不理想，但是如果應(yīng)用得當，可以滿足大部分民用產(chǎn)品電磁兼容的要求。在使用時要注意以下事項：

　　“干凈地”：如果決定使用板上濾波器，在布線時就要注意在電纜端口處留出一塊“干凈地”，濾波器和連接器都安裝在“干凈地”上。通過前面的討論，可知信號地線上的干擾是十分嚴重的。如果直接將電纜的濾波電容連接到這種地線上，會造成嚴重的共模輻射問題。為了取得較好的濾波效果，必須準備一塊干凈地。并與信號地只能在一點連接起來，這個流通點稱為“橋”，所有信號線都從橋上通過，以減小信號環(huán)路面積。

　　并排設(shè)置：同一組電纜內(nèi)的所有導線的未濾波部分在—起，已濾波部分在一起。否則，一根導線的耒濾波部分會將另一根導線的已濾波部分重新污染9使電纜整體濾波失效。

　　靠近電纜：濾波器與面板之間的導線的距離應(yīng)盡量短。必要時，使用金屬板遮擋一下，隔離近場干擾。

　　與機箱接：安裝濾波器的干諍地要與金屬機箱可靠地搭接起來，如果機箱不是金屬的，就在線路板下方設(shè)置一塊較大的金屬板來作為濾波地。干凈地與金屬機箱之間的搭接要保證很低的射頻阻抗。如有必要，可以使用電磁密封襯墊搭接，增加搭接面積，減小射頻阻抗。

　　接地線短：考慮到引腳的電感效應(yīng)，其重要性前面已討淪，濾波器的局部布線和設(shè)計線路板與機箱(金屬板)的連接結(jié)構(gòu)時要特別注意。

　　分組：在端口濾波的電纜和不濾波的電纜應(yīng)盡量遠離，防止發(fā)生上述的耦合問題。

總結(jié)

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