无线电通信-2.4 滤波器的其他形式
什么是滤波器及其分类
什么是滤波器及其分类滤波器是一种用于处理信号的电子设备或电路，它可以通过改变信号的频率特性来实现信号的滤波作用。
滤波器的分类主要根据其频率特性、传递函数或滤波方式等方面进行。
下面将详细介绍滤波器的分类。
一、基本滤波器分类1. 低通滤波器（Low-Pass Filter，LPF）低通滤波器主要用于通过滤除高于截止频率的信号成分，而保留低于截止频率的信号成分。
它常用于去除高频噪音，使信号更加平滑。
2. 高通滤波器（High-Pass Filter，HPF）高通滤波器主要用于通过滤除低于截止频率的信号成分，而保留高于截止频率的信号成分。
它常用于去除低频杂音，提取出信号的高频部分。
3. 带通滤波器（Band-Pass Filter，BPF）带通滤波器主要用于通过滤除低于截止频率和高于截止频率的信号成分，而保留在截止频率范围内的信号成分。
它常用于对特定频带的信号进行提取和处理。
4. 带阻滤波器（Band-Stop Filter，BSF）带阻滤波器主要用于通过滤除在截止频率范围内的信号成分，而保留低于和高于截止频率范围的信号成分。
它常用于去除特定频带的干扰信号。
二、进一步分类1. 无源滤波器和有源滤波器无源滤波器是指由被动元件（如电阻、电容、电感）构成的滤波器，它不能放大信号。
有源滤波器是指由有源元件（如晶体管、运算放大器）与被动元件相组合构成的滤波器，它可以放大信号。
2. 数字滤波器和模拟滤波器数字滤波器是指基于数字信号处理技术实现的滤波器，它对信号进行采样和离散化处理。
模拟滤波器是指直接对连续信号进行滤波处理的滤波器。
3. 激励响应滤波器和无限冲激响应滤波器激励响应滤波器是指根据滤波器被激励时的响应特性进行分类。
无限冲激响应滤波器是指滤波器的冲激响应为无限长序列的滤波器。
总结滤波器是一种用于调节信号频率特性的重要电子设备或电路。
根据滤波器的频率特性、传递函数或滤波方式的不同，可以将滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
电路中的滤波器了解滤波器的种类和应用领域
电路中的滤波器了解滤波器的种类和应用领域电路中的滤波器——了解滤波器的种类和应用领域滤波器是一种常见的电路元件，用于过滤电路中的信号，使得特定频率范围内的信号通过，而削弱或排除其他频率范围的信号。
滤波器在电子设备和通信系统中具有广泛的应用。
本文将介绍滤波器的种类和应用领域。
一、低通滤波器低通滤波器允许低于截止频率的信号通过，而削弱高于截止频率的信号。
其频率特性曲线被称为“低通滤波特性”。
低通滤波器常用于音频放大器、功放、音响系统等设备中，以去除高频噪声，使音频信号更加纯净。
二、高通滤波器高通滤波器允许高于截止频率的信号通过，而削弱低于截止频率的信号。
其频率特性曲线被称为“高通滤波特性”。
高通滤波器常用于扬声器系统、无线通信系统中，以去除低频噪声，增强高频信号的传输。
三、带通滤波器带通滤波器允许特定频率范围内的信号通过，而削弱其他频率范围的信号。
其频率特性曲线呈现出中间一段较高的增益区域，被称为“带通滤波特性”。
带通滤波器常用于无线电接收器、音频设备等，以选择性地提取特定频率范围内的信号。
四、带阻滤波器带阻滤波器允许特定频率范围外的信号通过，而削弱特定频率范围内的信号。
其频率特性曲线呈现出中间一段较低的增益区域，被称为“带阻滤波特性”。
带阻滤波器常用于无线电发射器、噪声干扰抑制等场合，以削弱或屏蔽特定频率范围内的干扰信号。
五、应用领域1.音频设备领域：滤波器在音频设备中起到重要作用。
通过低通滤波器，可以削弱或排除音频信号中的高频噪声，提高音质；通过高通滤波器，可以削弱或排除低频噪声，增强高频信号的传输。
2.无线通信系统：滤波器用于调制和解调电路中，以去除频域外的干扰信号。
例如，在收音机中使用带通滤波器选择性地接收特定频率范围内的广播信号。
3.电源滤波：滤波器常用于电源供应中，以去除电源信号中的纹波（AC信号），保证电源的稳定性和纯净性。
4.图像处理：在图像处理中，滤波器用于增强或削弱特定频率的图像信号。
滤波器在无线通信系统中的信号解调
滤波器在无线通信系统中的信号解调无线通信系统在传输信号时，常常会受到多种干扰和噪声的影响，这些干扰和噪声会降低信号质量，导致通信过程中出现误码或丢包等问题。
为了解决这些问题，滤波器在无线通信系统中起到了重要的作用。
本文将探讨滤波器在无线通信系统中的信号解调方面的应用。
一、滤波器的基本原理滤波器是一种能够根据信号频率响应的电子设备，它可以将特定频段的信号通过，而将其他频段的信号抑制。
滤波器通过选择合适的滤波器类型和参数来实现信号的解调和去噪。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器可以允许低频信号通过，而抑制高频信号；高通滤波器则相反。
带通滤波器则可以选择一定范围内的频率通过，而抑制其他频率；带阻滤波器则可选择一定频率范围的信号抑制，而放行其他频率的信号。
二、滤波器在信号解调中的应用1. 降低多径干扰无线通信系统中，信号会通过多条路径传播，由于路径的差异性，导致信号叠加在一起时产生多径干扰。
这种干扰会导致信号失真，影响信号的解调。
通过在接收端添加适当的滤波器，可以抑制多径干扰，提高信号的解调性能。
2. 去除噪声在无线通信中，信号往往会受到各种噪声的干扰，如热噪声、频率选择性衰落噪声等。
这些噪声会使信号的信噪比降低，影响信号的解调。
选择合适的滤波器，可以通过抑制噪声频率分量，提高信号的信噪比，从而改善信号的解调性能。
3. 解调频率选择性衰落信号无线通信系统中，由于不同路径的传播特性，信号在传输过程中会出现频率选择性衰落现象。
这种现象会导致部分频率分量的失真和衰减，影响信号的解调。
为了解决这个问题，可以通过在解调之前采用带通滤波器来补偿频率选择性衰落的效果。
带通滤波器可以去除衰落频率范围之外的部分，使信号在解调之前的频谱特性更加均衡，提高解调效果。
4. 抑制干扰信号无线通信系统中，常常会受到外部干扰信号的影响，如其他信号源发射的干扰信号、信号的反射和散射等。
这些干扰信号会降低接收信号的质量，导致信号解调的困难。
1到30赫兹的带通滤波器-概述说明以及解释
1到30赫兹的带通滤波器-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在撰写本文中，我们将重点介绍1到30赫兹的带通滤波器。
带通滤波器是一种常见的电子滤波器，用于选择特定范围内的频率信号。
在本文中，我们将探讨其概念、工作原理和应用。
带通滤波器的基本原理是通过阻止或放行特定频率范围内的信号来实现滤波效果。
比如在1到30赫兹的频率范围内，滤波器可以过滤掉低于1赫兹和高于30赫兹的信号，只保留在这个范围内的信号。
这就使得滤波器非常适用于许多应用，如声音处理、通信系统和医学设备等。
带通滤波器通常由一个低通滤波器和一个高通滤波器级联而成。
低通滤波器可以将低于截止频率的信号通过，而高通滤波器可以将高于截止频率的信号通过。
当这两个滤波器结合在一起时，就形成了一个带通滤波器。
带通滤波器在各个领域都有广泛的应用。
在音频处理中，它可以用于消除噪音，提升音频质量。
在通信系统中，带通滤波器可以用来选择特定频段的信号，以便传输和接收。
在医学设备中，它可以用于识别和分析特定频率范围内的生物信号，如心电图和脑电图等。
综上所述，本文将详细介绍1到30赫兹的带通滤波器的概念、工作原理和应用。
通过阅读本文，读者将能够更好地理解带通滤波器的作用和重要性，并在相关领域中应用其知识。
接下来的章节将进一步探讨带通滤波器的细节和实际应用案例。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述:2.1 赫兹与频率的关系首先，我们将介绍赫兹与频率之间的关系。
赫兹是表示每秒周期性事件发生次数的单位，常用于描述声波、电磁波等波动现象的频率。
频率则是指每单位时间内所发生的周期性事件的次数，通常以赫兹为单位进行衡量。
我们将详细探讨赫兹与频率之间的转换关系，以便读者能够更好地理解本文涉及到的带通滤波器的工作原理。
2.2 带通滤波器的定义与原理在这一部分，我们将详细介绍带通滤波器的定义和原理。
带通滤波器是一种能够通过特定频率范围内的信号，而削弱或排除其他频率范围内的信号的设备。
高频2-4
表面声波滤波器是在经过研磨抛光的极薄的压电 材料基片上，用蒸发、光刻、腐蚀等工艺制成两组叉 指状电极，其中与信号源连接的一组称为发送叉指换 能器，与负载连接的一组称为接收叉指换能器。当把 输入电信号加到发送换能器上时，叉指间便会产生交 变电场。
①
当Q值很高时，谐振频率均为
f0
2
1 LC
, 0
1 LC
② 特性阻抗均可表示为
0L
1
0C
L C
③ 广义失谐都是表示回路失谐大小的量，用ξ表示。
串联时： x ( 回路失谐时电抗)
R
Q0
2f f0
并联时： B (回路失谐时的电纳 )
G
Q0
2f f0
21
④ 通频带均可表示为 B f0 Q
1 LqC
式中，C 为C0和Cq串联后的电容。
14
2. 陶瓷滤波器电路 四端陶瓷滤波器
如将陶瓷滤波器连成如图所示的形式，即为四端 陶瓷滤波器。图(a)为由二个谐振子组成的滤波器， 图(b)为由五个谐振子组成四端滤波器。谐振子数目 愈多，滤波器的性能愈好。
2L1
2L2 (a)
(b)
15
四、表面声波滤波器
1
Co
Co
Co
Co
Co
Co
Co
+
Rs
+
C
L 2C
L
2 2C
L
2 2C
什么是滤波器它有哪些类型
什么是滤波器它有哪些类型滤波器在电子学和通信领域中被广泛应用，它可以对信号进行滤波处理，去除杂波或频率不受需要的信号。
滤波器可以用于音频、视频、无线通信等各种应用中。
本文将介绍什么是滤波器以及它的不同类型。
一、滤波器的定义和作用滤波器是一种电子设备或电路，它可以根据特定的频率范围选择性地通过或抑制信号。
滤波器通过改变信号的频谱分布，使得滤波后的信号具备所需的频率特性。
滤波器的作用包括：1.去除信号中的噪声：滤波器可以将信号中的杂波、干扰或噪声滤除，提高信号的质量和可靠性。
2.选择性传输信号：滤波器可以选择性地通过特定频率范围内的信号，滤除其他频率的信号。
这在通信系统中很有用，可以将不同频率的信号分离开来。
3.改变信号的频率响应：滤波器可以改变信号的频率响应，例如增强或衰减某些频率分量，实现音频调音、音响效果等。
二、滤波器的常见类型滤波器根据频率响应和工作方式的不同，可以分为多个不同的类型。
下面是几种常见的滤波器类型：1.低通滤波器（Low-pass Filter）：低通滤波器具有通过低频信号而抑制高频信号的能力。
它们主要用于去除高频噪声或选择性地传递低频信号。
2.高通滤波器（High-pass Filter）：高通滤波器相反，它们具有通过高频信号而抑制低频信号的能力。
高通滤波器通常用于去除低频噪声或选择性地传递高频信号。
3.带通滤波器（Band-pass Filter）：带通滤波器是指它们能够通过特定的频率范围，只传递出该范围内的信号，而抑制其他频率的信号。
带通滤波器通常用于选择性地传输特定频率范围内的信号。
4.带阻滤波器（Band-stop Filter）：带阻滤波器与带通滤波器相反，它们能够抑制特定频率范围内的信号，而允许其他频率的信号通过。
带阻滤波器通常用于去除特定频率范围内的干扰信号。
5.陷波滤波器（Notch Filter）：陷波滤波器是一种带阻滤波器，用于抑制特定频率的信号。
它们主要用于消除频率干扰或特定频率的噪声。
了解滤波器的种类和工作原理
了解滤波器的种类和工作原理滤波器是一种用于信号处理和电子通信中的重要设备。
它能够通过不同的工作原理对信号进行筛选和调整，以满足特定的需求。
本文将介绍滤波器的种类和工作原理。
一、低通滤波器低通滤波器是一种常见的滤波器类型，其主要作用是通过允许低频信号通过，而阻断高频信号。
这种滤波器可以用于音频处理、图像处理以及信号传输等领域。
低通滤波器的工作原理是利用电容和电感的相互作用，将高频成分分离并滤除。
二、高通滤波器高通滤波器与低通滤波器相反，它能够通过高频信号，并阻断低频信号。
在音频系统中，高通滤波器常用于消除低频杂音和低频噪声。
高通滤波器的工作原理是利用电容和电感的组合，将低频成分滤除。
三、带通滤波器带通滤波器是一种能够选择一定频率范围内信号的滤波器。
它可以同时阻断低频和高频信号，只允许中间频率范围的信号通过。
带通滤波器广泛应用于无线通信、雷达系统以及音频设备等领域。
它的工作原理是通过组合低通滤波器和高通滤波器来实现对频率的选择性。
四、带阻滤波器带阻滤波器是一种能够阻断一定频率范围内信号的滤波器。
它与带通滤波器相反，只允许低频和高频信号通过，而阻断中间频率范围的信号。
带阻滤波器被广泛应用于抑制特定频率的干扰信号和噪声。
其工作原理是通过将低通滤波器和高通滤波器串联，实现对特定频率范围的阻断。
五、数字滤波器数字滤波器是一种基于数字信号处理的滤波器。
与模拟滤波器相比，数字滤波器具有更好的灵活性和可调性。
它可以通过对数字信号进行采样和离散处理来实现滤波效果。
数字滤波器广泛应用于音频处理、图像处理、无线通信等领域。
六、激励响应滤波器激励响应滤波器是一种通过输入激励信号和滤波器的单位冲激响应来实现滤波效果的滤波器。
它根据不同的输入激励信号形状和滤波器响应特性，可以实现各种滤波效果，如低通、高通、带通和带阻等。
七、滤波器工作原理滤波器的工作原理基于信号的频率分量和滤波器的频率响应特性之间的相互作用。
当信号经过滤波器时，滤波器会根据其特定的频率响应特性对信号的各个频率分量进行加权调整或滤除，从而实现对信号频谱的调整或筛选。
滤波器详细分类
带通滤波器技术指标
电压驻波比则是波腹电压与波节电压的比值，即
Emax |Ei|+|Er| VSWR= Emin |Ei||Er|
Ei 为入射波电压, Er为反射波电压,当ZL和Z0都为实数时
Emax |Ei|+|Er| ZL VSWR= Emin |Ei||Er| Z0
带通滤波器技术指标
• 主要由谐振腔、谐振导体、调谐钉组成
无加载电容
• 滤波器的结构
（三）波导滤波器
主要性能指标： 频率范围：1.7～26GHz 带宽：0.1%～20％ 插入损耗：0.5～3dB(随带宽不同而不同) 输入输出形式：SMA、N、L16等 输入输出驻波：1.3:1 温度：-55～+85℃
（三）波导滤波器
主要性能指标： 频率范围：800MHz~16GHz 带宽：0.1%～10％ 插入损耗：0.5～25dB(随带宽不同而不同) 输入输出形式：SMA、N、L16等
输入输出驻波：1.4:1
温度：-55～+85℃
同轴腔滤波器：
同轴腔滤波器广泛应用于通信、雷达等系统, 按腔体结构不同一般分为标准同轴、方腔同 轴等。同轴腔体具有Q值高、易于实现的特点 ,特别适用于通带窄、带内插损小、带外抑制 高的场合。这类滤波器非常适合大规模生产 ，因此成本也非常低廉。但要在10 GHz以上 使用时，由于其微小的物理尺寸，制作精度 很难达到。具体的设计有方法负阻线子网络 构造了多腔耦合的同轴带通滤波器电路模型 ；同轴腔体滤波器温度补偿法；阶跃阻抗谐 振器等。
• 半波长谐振器平行耦合滤波器（带通）
(a) 窄带结构
(b) 宽带结构
发夹型滤波器： 和平行耦合线滤波器结构相比，发夹型滤波器具有 紧凑的电路结构，减小了滤波器占用的空间，容易 集成，并且降低了成本。 发夹型滤波器是由发夹型谐振器并排排列耦合而成 ，是半波长耦合微带滤波器的一种变形结构，是将 半波长耦合谐振器折合成U字型构成的，因此与交 指式、梳状线式等其他微波滤波器结构相比，其电 路结构更加紧凑，具有体积小，微带线终端开路无 需过孔接地，易于制造等优点。
常见的滤波器类型及其特点
常见的滤波器类型及其特点滤波器是一种用于处理信号的电子设备或电路元件，它可以通过选择特定频率范围内的信号来增强或抑制信号。
在电子通信、音频处理、图像处理和数据处理等领域中，滤波器起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的滤波器类型及其特点。
一、低通滤波器（Low-pass filter）低通滤波器允许低频信号通过，同时抑制高频信号。
常见的低通滤波器包括RC低通滤波器、RL低通滤波器和Butterworth低通滤波器等。
1. RC低通滤波器：RC低通滤波器由电阻（R）和电容（C）组成，可以通过调整RC的数值来改变滤波效果。
该滤波器主要用于对音频信号和直流信号进行滤波，具有简单、成本低、频率响应平滑的特点。
2. RL低通滤波器：RL低通滤波器由电阻（R）和电感（L）组成，主要用于信号的衰减和频率分析。
相较于RC低通滤波器，RL滤波器具有更好的频率稳定性和阻尼特性。
3. Butterworth低通滤波器：Butterworth低通滤波器为典型的滤波器设计，具有平坦的幅频响应曲线和最小幅度损失，但转折点的陡度较低。
常用于音频信号和通信信号的滤波。
二、高通滤波器（High-pass filter）高通滤波器允许高频信号通过，同时抑制低频信号。
常见的高通滤波器包括RC高通滤波器、RL高通滤波器和Butterworth高通滤波器等。
1. RC高通滤波器：RC高通滤波器与RC低通滤波器相似，但输入和输出信号的位置交换。
该滤波器可以保留高频信号，并适用于去除直流信号。
2. RL高通滤波器：RL高通滤波器也与RL低通滤波器类似，具有良好的阻抗匹配和频率特性。
常用于音频处理和电信号分离。
3. Butterworth高通滤波器：Butterworth高通滤波器与Butterworth 低通滤波器相似，但是其功能相反。
它可用于音频信号的滤波和高频噪声去除。
三、带通滤波器（Band-pass filter）带通滤波器可以选择特定的频率范围内的信号，并抑制其他频率的信号。
滤波器详细分类
带通滤波器技术指标
• 插入损耗
又称衰减,在理想情况下，插入到射频电路中的理想滤波 器，不应在其通带内引入任何功率损耗.然而现实中我们 无法消除滤波器固有的，某种程度的功率损耗。插入损 耗定量的描述了功率响应幅度与0dB基准的插值,其数学 表达式为:
其中PL 是滤波器向负载输出的功率，Pin 是滤波器从信 号源得到的输入功率，一般希望插入损耗越小越好。
带通滤波器技术指标
• 带内波动
在规定的带宽内,插入损耗最大点减去最小点的即为带内 波动。又叫带内波纹或者通带波纹。指通带内信号幅度的 起伏程度，也受限于谐振器的固有Q值，一般希望尽可能 的小。
带通滤波器技术指标
• 带外抑制
又称阻带抑制,理想的滤波器是矩形的，通带内的信号全 部通过，通道外的信号全部过滤掉。
光速波长电磁波波段代号波段代号频率范围ghz频率范围ghzuhf031ka274080100ku1218300mhz3000ghz1m电磁波谱01mm频率波长3ghz30ghz300ghz10cm1cm1mm普通无线电波普通无线电波红外线红外线紫外线紫外线亚毫米分米厘米毫米中波短波超短波长波顾名思义就是对电磁波信号进行过滤让需要的信号通过抑制不需要的信号主要目的为了解决不同频段不同形式的无线通讯系统之间的干扰问题其特性可以用通带工作频段插入损耗带内波动带外抑制端口驻波比隔离度矩形系数功率容量群时延指标来描述
波导滤波器Q值高，插损小，温度稳定性好，特别 适合于窄带应用。在1.7～26GHz的频率范围内可实 现0.2％～3.5％带通滤波，在各种要求高性能滤波特 性的军用电子产品中被广泛使用。波导滤波器中比 较常见的有两种：金属波导滤波器（直接耦合式） 和基片集成波导滤波器。
金属波导滤波器：
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a C0
b
其次，晶体的C0>>Cq, 它的接入系数p ≈ Cq /C0很小， 大大减小了加到晶体两端的外部电路元件对晶体的影响。 a
b
Cq
L
q
C
rq
o
2.5.2 石英晶体滤波器
4. 石英晶体滤波器的应用
X
作电感用
工作于串联谐振与并联谐振之间的狭长感 O 性区，电感是频率的函数，且随频率增加而剧 烈增加，从而遏制频率的进一步增加。
因此作滤波器时，通带没有石英晶体那样窄，
选择性也比石英晶体滤波器差。它具有与石英晶体 相类似的压电效应，因此陶瓷谐振器的等效电路与 石英晶体的相同。
优点：容易焙烧，可制成各种形
状；适于小型化；且耐热耐湿性
图 2.5.8 单片陶瓷滤波器 的等效电路和符号
好。
2.5.3 陶瓷滤波器
谐振子数目愈多，滤波器的 带外衰减性能愈强。
当f0 >> f 时： f 0 f1 f 2 通带宽度f f2 f1 f2 1 2 LC C0 / C f / f0 Rs RL R 2f02L / f
一般已知f1、f2或f0、f，设计时L的值给定，则
C 1 (2f 2 ) 2 L , 这种滤波器的传输系数
2.5.2 石英晶体滤波器
当等效电路中的Lq、Cq、rq支路产生串联谐振时，该支路呈纯 阻性，其串联谐振频率
fs 2π
1 LqCq
Lq
Cq
并联谐振频率
rq
fp 2π
1
Lq
CqC0 Cq C0
fs
1 Cq C0
由于Cq<< C0，所以f s ≈f p。
a C0
b
2.5.2 石英晶体滤波器
Lq
般约为几～几十pF。
Cq
rq
a C0
当晶片产生振动时，机械振动的惯性等效为电感Lq，
b
其值为几H～几十H。
图 2.5.6 石英谐振器的符号
和基频等效电路
晶片的弹性等效为电容Cq，为0.01～0.1pF，因此Cq << C0 。
晶片的摩擦损耗等效为电阻rq，约为几Ω ～几百Ω，理想情况下rq=0。
v
f C0 f0 C
0 约为0.1~
0.3，单节滤波
器的衰减量（f0 10kHz处v）s 约为10 ~ 15dB。
2.5 滤波器的其他形式
• 2.5.1 LC集中选择性滤波器 • 2.5.2 石英晶体滤波器 • 2.5.3 陶瓷滤波器 • 2.5.4 表面声波滤波器
2.5.2 石英晶体滤波器
图 2.5.10 四端陶瓷滤波器
若2L1的串联频率等于2L2的并联频率，则对要通过的 频率，2L1阻抗最小，2L2阻抗最大。 a
1 理想滤波器特性
L1 C1 R1
C01
2L1
L2
2L2 C2
C02
R2
(a)
实际滤波器特性
465－5 465 465＋5
f
(b)
2.5 滤波器的其他形式
• 2.5.1 LC集中选择性滤波器 • 2.5.2 石英晶体滤波器 • 2.5.3 陶瓷滤波器 • 2.5.4 表面声波滤波器
感 性
fs
fp
容性
容性
它具有很高的Q值。 Lq
工作于串联谐振状态
Cq
注意：一般不工作于容性区。 rq
a C0
b
2.5 滤波器的其他形式
• 2.5.1 LC集中选择性滤波器 • 2.5.2 石英晶体滤波器 • 2.5.3 陶瓷滤波器 • 2.5.4 表面声波滤波器
2.5.3 陶瓷滤波器
利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器， 称为陶瓷滤波器。它的等效品质因数ＱＬ为几百， 比LC滤波器高，但远比石英晶体滤波器低。
2.5 滤波器的其他形式
• 2.5.1 LC集中选择性滤波器 • 2.5.2 石英晶体滤波器 • 2.5.3 陶瓷滤波器 • 2.5.4 表面声波滤波器
2.5.1 LC集中选择性滤波器
LC集中选择性滤波器可分为低通、高通、带通和
带阻等形式。带通滤波器在某一指定的频率范围fp1 ~ fp2之中，信号能够通过，而在此范围之外，信号 不能通过。
X
感
性
O
fs
fp
容性
容性
图2.5.7 石英晶体谐振器的电抗曲线
a
Lq
Cq
C0
rq
b
2.5.2 石英晶体滤波器
3. 石英晶体滤波器的特点
频率稳定度很高
Lq
等效电感Lq特别大、等效电容Cq特别小，故石
Cq
英104晶～体1的06Q，值即频率Q选q择性好r1q。很大,CL它qq具有很高的Q值，高达
rq
C′ 0
C0
C0
C0
C0
C0
C0″
+
Rs
+ V·s C
L
2C
L 2
L 2C 2
L 2C 2
L 2C 2
L RL C
V·o
-
-
图 2.5.1 LC集中选择性滤波器
多节滤波器是由单节组成的，因此上述五节集中滤波 器的滤波特性如图中虚线所示，其截止频率为f1、f2， 中心频率为f0 。
该滤波器简单设计公式为：
石英谐振器的品质因数Ｑ可达几万甚至几百万，
因而可以构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特性 很陡峭、通带衰减很小的滤波器。
2.5.2 石英晶体滤波器
l. 压电效应和压电振荡
在石英晶体两个管脚加交变电场时，它 将会产生一定频率的机械变形，而这种机械 JT 振动又会产生交变电场，上述物理现象称为 压电效应。
2.5.4 表面声波滤波器
声表面波滤波器SAWF(Surface Acoustic Wave Filter)是一种以铌 酸锂、石英或锆钛酸铅等压电材料为衬底(基体)的一 种电声换能元件。
Z
1. 物理特性：
X
石英晶体谐振器是由天
然或人工生成的石英晶体 切片制成，石英晶体是 Y
XYX
YY
Y
X
X
Y
Y
X
X YX
SiO2的结晶体，在自然界 中以六角锥体出现。
(a)
(b)
图(a)表示自然结晶体 图(b)表示晶体的横截面
ZZ轴(光轴)：连接两个角锥顶点(1条) XX轴(电轴)：沿对角线的轴(3条)
YY轴(机械轴)：电轴相垂直的轴(3条)
沿着不同的轴切下，有不同的切型，X切型、Y切 型、AT切型、BT、CT……等等。
2.5.2 石英晶体滤波器
为了获得工作频率高度稳定、阻带衰减特性十
分陡峭的滤波器，就要求滤波器元件的品质因数Ｑ
很高。LC型滤波器的品质因数一般在100～200范围 内，不能满足上述要求。
a
Lq
Cq
C0
rq
b
图 2.5.6 石英谐振器的符号 和基频等效电路
通常，压电效应并不明显。但是，当交变电场的频率为某一特定值时，机械 振动和交变电场的振幅骤然增大，产生共振，称之为压电振荡。
2.5.2 石英晶体滤波器
பைடு நூலகம்
2. 石英晶体的等效电路和振荡频率
当石英晶体不振动时，可等效为一个平板电容C0，称 为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积，一