Blog
Podstawowa wiedza o filtrach
21 Jun 2023

Filtr liniowy jest obwodem filtra składającym się z pojemności, indukcyjności i rezystancji. Filtr może skutecznie odfiltrować określony punkt częstotliwości w linii elektroenergetycznej lub częstotliwości poza tym punktem częstotliwości, uzyskując sygnał mocy o określonej częstotliwości lub eliminując sygnał mocy o określonej częstotliwości.


Filtr, jak sama nazwa wskazuje, to urządzenie filtrujące fale. Fala „jest bardzo szerokim pojęciem fizycznym, aw dziedzinie technologii elektronicznej„ fala ”jest wąsko ograniczona do opisu procesu zmiany wartości różnych wielkości fizycznych w czasie. Proces ten jest przekształcany w funkcję czasu napięcia lub prądu poprzez działanie różnych czujników, znany jako przebieg czasowy różnych wielkości fizycznych lub jako sygnał. Ponieważ zmienna niezależna „czas” jest wartością ciągłą, nazywany jest sygnałem czasu ciągłego, powszechnie nazywanym również sygnałem analogowym Wraz z pojawieniem się i szybkim rozwojem cyfrowej technologii komputerowej (potocznie zwanej komputerową), w celu ułatwienia komputerowego przetwarzania sygnałów, pojawiła się kompletna teoria i metoda przekształcania sygnałów czasu ciągłego na sygnały czasu dyskretnego pod kierunkiem twierdzenia o próbkowaniu. Oznacza to, że oryginalny sygnał analogowy można wyrazić tylko przy użyciu przykładowych wartości oryginalnego sygnału analogowego w szeregu dyskretnych punktów współrzędnych czasowych bez utraty jakichkolwiek informacji. Ponieważ pojęcia fali, kształtu fali i sygnału wyrażają zmiany w różnych wielkościach fizycznych w obiektywnym świecie, są one w naturalny sposób nośnikami różnych informacji, na których polega przetrwanie współczesnego społeczeństwa.


Informacje muszą być przesyłane poprzez transmisję sygnałów o kształcie fali. Sygnał może ulegać zniekształceniom na każdym etapie jego generowania, konwersji i transmisji z powodu obecności otoczenia i zakłóceń. W wielu przypadkach zniekształcenia te są nawet poważne, co powoduje, że sygnał i informacje, które niesie, są głęboko zakopane w szumie.
Filtr jest jednym z podstawowych kluczowych elementów systemów RF, używanym głównie do wyboru częstotliwości - umożliwia przejście pożądanego sygnału częstotliwości i odbijanie niepożądanych sygnałów częstotliwości zakłócających.
Klasycznym przykładem zastosowania filtra jest front-end odbiornika lub nadajnika, jak pokazano na rysunku:

Na rysunku widać, że filtry są szeroko stosowane w częściach RF, IF i pasma podstawowego odbiorników. Chociaż filtry cyfrowe zostały wykorzystane do zastąpienia filtrów analogowych w paśmie podstawowym lub nawet pośrednich częściach rozwoju technologii cyfrowej, filtry w części RF są nadal niezastąpione. Dlatego filtry są jednym z podstawowych kluczowych elementów systemów RF.


Istnieje wiele metod klasyfikacji filtrów.
Na przykład:
Charakterystyki wybrane według częstotliwości można podzielić na: dolnoprzepustowy, górnoprzepustowy, środkowoprzepustowy, filtr pasmowo-zaporowy itp.; zgodnie z różnymi funkcjami odpowiedzi częstotliwościowej można go podzielić na: czebyszew, uogólniony czebyszew, Butterworth, Gauss, Funkcja Bessela, funkcja eliptyczna itp.
Można go podzielić na filtr LC, filtr SAW/BAW, filtr spiralny, filtr dielektryczny, filtr wnękowy, filtr nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego i filtr struktury płaskiej zgodnie z trybem implementacji.


W przypadku różnych klasyfikacji filtrów głównym podejściem jest opisanie różnych cech filtrów w oparciu o ich specyficzne wymagania.

Liczne metody klasyfikacji filtrów opisują różnorodne cechy filtrów, które łącznie odzwierciedlają potrzebę kompleksowego uwzględnienia wymagań dotyczących filtrów w praktycznych zastosowaniach inżynierskich. Oznacza to, że przy projektowaniu pod kątem potrzeb użytkownika konieczne jest kompleksowe uwzględnienie potrzeb użytkownika.
Wybierając filtr, pierwszą rzeczą do ustalenia jest to, czy użyć filtrów dolnoprzepustowych, górnoprzepustowych, pasmowoprzepustowych czy środkowoprzepustowych.


Poniżej przedstawimy najpierw charakterystyki odpowiedzi częstotliwościowej i ich efekty dla górnoprzepustowego, dolnoprzepustowego, środkowoprzepustowego i środkowoprzepustowego, które są klasyfikowane zgodnie z charakterystykami wybranymi według częstotliwości.



Najczęściej stosowane filtry to dolnoprzepustowy i pasmowoprzepustowy. Dolnoprzepustowy jest szeroko stosowany w tłumieniu obrazu w sekcji miksera i tłumieniu harmonicznych w sekcji źródła częstotliwości.

Pasmo przepustowe jest szeroko stosowane w selekcji sygnału na przednim końcu odbiornika, tłumieniu szumu po wzmacniaczu w nadajniku oraz tłumieniu szumu źródła częstotliwości.
Filtry są szeroko stosowane w systemach mikrofalowych i o częstotliwości radiowej, a jako element funkcjonalny muszą istnieć odpowiednie wskaźniki wydajności elektrycznej, aby opisać wymagania dotyczące wydajności systemu dla tego elementu.
W zależności od różnych scenariuszy zastosowań istnieją różne wymagania dotyczące niektórych charakterystyk elektrycznych filtrów. Wskaźniki techniczne opisujące wydajność elektryczną filtrów obejmują: rząd (szereg), bezwzględną szerokość pasma/względną szerokość pasma, częstotliwość odcięcia, falę stojącą, tłumienie poza pasmem, tętnienie, stratę, płaskość pasma przepustowego, liniowość fazową, bezwzględne opóźnienie grupowe, fluktuację opóźnienia grupowego , pojemność mocy, spójność faz, spójność amplitudy i zakres temperatur roboczych.


Poniżej wyjaśniono kolejno wskaźniki wydajności elektrycznej filtra.

Kolejność (szereg): W przypadku filtrów górnoprzepustowych i dolnoprzepustowych kolejność jest sumą liczby kondensatorów i cewek indukcyjnych w filtrze. W przypadku filtrów pasmowoprzepustowych kolejność to całkowita liczba rezonatorów równoległych; W przypadku filtra pasmowo-zaporowego kolejność to całkowita liczba rezonatorów szeregowych i równoległych
rezonatory.


Bezwzględna szerokość pasma/względna szerokość pasma: Ten wskaźnik jest zwykle używany w filtrach pasmowoprzepustowych, charakteryzujący zakres częstotliwości sygnału, który może przejść przez filtr i odzwierciedla wybór częstotliwości filtra. Względna szerokość pasma to procent bezwzględnej szerokości pasma do częstotliwości środkowej.




Częstotliwość odcięcia: Częstotliwość odcięcia jest zwykle używana dla filtrów górnoprzepustowych i dolnoprzepustowych. W przypadku filtrów dolnoprzepustowych odcięcie charakteryzuje najwyższy zakres częstotliwości, przez który filtr może przejść; W przypadku filtrów górnoprzepustowych częstotliwość odcięcia reprezentuje najniższy zakres częstotliwości, przez który filtr może przejść.


Fala stojąca: S11 mierzony przez sieć wektorową reprezentuje stopień dopasowania między impedancją portu filtra a wymaganą impedancją systemu. Wskazuje, ile sygnałów wejściowych nie trafia do filtra i jest odbijanych z powrotem do końca wejściowego.



Strata: Strata reprezentuje energię utraconą przez sygnał po przejściu przez filtr, czyli energię zużytą przez filtr.


Płaskość pasma przepustowego: wartość bezwzględna różnicy między maksymalną a minimalną stratą w zakresie pasma przepustowego filtra. Scharakteryzuj różnicę w zużyciu energii przez filtry dla sygnałów o różnych częstotliwościach.


Tłumienie poza pasmem: „tłumienie” poza zakresem częstotliwości pasma przepustowego filtra. Scharakteryzuj zdolność filtra do wybierania niepożądanych sygnałów częstotliwościowych. Tętnienia: Różnica między szczytami i dołami fluktuacji krzywej S21 w paśmie przepustowym filtra.


Liniowość fazowa: Różnica fazowa między fazą w zakresie częstotliwości pasma przepustowego filtra i linii transmisyjnej z opóźnieniem równym częstotliwości środkowej. Scharakteryzuj charakterystykę dyspersji filtrów.


Bezwzględne opóźnienie grupowe: Czas potrzebny do przesłania sygnału z portu wejściowego do portu wyjściowego w zakresie pasma przepustowego filtra.


Wahania opóźnienia grupowego: Różnica między maksymalnym a minimalnym bezwzględnym opóźnieniem grupowym w zakresie pasma przepustowego filtra. Scharakteryzuj charakterystykę dyspersji filtrów.


Pojemność mocy: Maksymalna moc sygnału pasma przepustowego, jaką można wprowadzić do filtra. Spójność fazowa: Różnica w fazie sygnałów transmisyjnych między różnymi filtrami w tej samej partii i tym samym wskaźniku. Scharakteryzuj różnice (spójność) między filtrami wsadowymi.


Spójność amplitudy: różnica w utracie sygnału transmisji między różnymi filtrami w tej samej partii i tym samym wskaźniku. Scharakteryzuj różnice (spójność) między filtrami wsadowymi.


Liniowość fazowa: Różnica fazowa między fazą w zakresie częstotliwości pasma przepustowego filtra i linii transmisyjnej z opóźnieniem równym częstotliwości środkowej. Scharakteryzuj charakterystykę dyspersji filtrów.


Bezwzględne opóźnienie grupowe: Czas potrzebny do przesłania sygnału z portu wejściowego do portu wyjściowego w zakresie pasma przepustowego filtra.


Wahania opóźnienia grupowego: Różnica między maksymalnym a minimalnym bezwzględnym opóźnieniem grupowym w zakresie pasma przepustowego filtra. Scharakteryzuj charakterystykę dyspersji filtrów.


Pojemność mocy: Maksymalna moc sygnału pasma przepustowego, jaką można wprowadzić do filtra.


Spójność fazowa: Różnica w fazie sygnałów transmisyjnych między różnymi filtrami w tej samej partii i tym samym wskaźniku. Scharakteryzuj różnice (spójność) między filtrami wsadowymi.


Spójność amplitudy: różnica w utracie sygnału transmisji między różnymi filtrami w tej samej partii i tym samym wskaźniku. Scharakteryzuj różnice (spójność) między filtrami wsadowymi.

Szukasz więcej informacji o profesjonalnych produktach i rozwiązaniach zasilających EverExceed? Mamy zespół ekspertów, który zawsze służy pomocą. Wypełnij formularz, a nasz przedstawiciel handlowy wkrótce się z Tobą skontaktuje.
prawa autorskie © 2024 EverExceed Industrial Co., Ltd.Wszelkie prawa zastrzeżone.
zostaw wiadomość
Witamy w everexceed
Jeśli jesteś zainteresowany naszymi produktami i chcesz poznać więcej szczegółów, zostaw wiadomość tutaj, a my odpowiemy tak szybko, jak to możliwe.

Dom

produkty

o

kontakt