描述
电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以有效地过滤电源线中特定频率的频点或频点以外的频率,获得特定频率的电源信号,或消除特定频率后的电源信号。
滤波器主要分类:
按处理信号分:
模拟滤波器和数字滤波器。
按通过信号的频段划分:
低通滤波器:它允许低频或直流分量通过信号,抑制高频分量或干扰和噪声;
高通滤波器:允许信号中的高频分量通过,抑制低频或直流分量;
带式滤波器:允许一定频段的信号通过,抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声;
带阻滤波器:它抑制某一频段内的信号,允许该频段外的信号通过。
根据所使用的部件:
无源滤波器:仅由无源元件组成的滤波器,由电容器和电感元件的电抗随频率变化而变化。这种滤波器的优点是:电路相对简单,无直流电源,可靠性高;缺点是:带内信号有能量损失,负载效应明显,使用电感元件容易引起电磁感应,当电感L较大时,滤波器体积和重量较大,不适用于低频域。
有源滤波器:由无源元件和有源元件组成。这种滤波器的优点是:带内的信号不仅没有能量损失,而且可以放大,负载效应不明显,多层次相互影响小,容易形成高级滤波器,体积小,重量轻,无磁屏蔽;缺点是:带范围受有源设备带宽限制,需要直流电源,可靠性不如无源滤波器高,不适用于高压、高频、大功率场合。
按放置位置划分:
板上滤波器和面板滤波器。
板式滤波器安装在电路板上,如PLB、JLB系列滤波器。这种滤波器的优点是经济,缺点是高频滤波效果差。主要原因如下:1。滤波器的输入输出不隔离,容易耦合;2.滤波器的接地阻抗不是很低,削弱了高频旁路效果;3.滤波器与底盘之间的连接会产生两种不良影响: 一是机箱内部空间的电磁干扰会直接感应到这段线,沿着电缆传出机箱,借助电缆辐射,使滤波器失效;另一种是外部干扰。在被板上滤波器滤波前,借助这条线产生辐射,或直接与电路板上的电路耦合,造成敏感性问题;
滤波阵列板、滤波连接器等面板滤波器一般直接安装在屏蔽底盘的金属面板上。由于直接安装在金属面板上,滤波器的输入输出完全隔离,接地良好,底盘端口过滤电缆上的干扰,滤波效果相当理想。
滤波器常见种类:
数字滤波器
数字滤波器广泛应用于离散系统中,与模拟滤波器相对应。其功能是利用离散时间系统的特性处理输入信号波形或频率。也就是说,将输入信号转换为一定的输出信号,从而达到改变信号频谱的目的。数字滤波器通常可以用两种方法来实现:一种是将数字硬件组装成一种称为数字信号处理器的特殊设备;另一种方法是直接使用通用计算机,将所需的操作编成程序,即使用计算机软件。
低通滤波器
低通滤波器是指低频信号可以在车载功率放大器中通过而不是中高频信号的电路。其功能是过滤音频信号中的中高音成分,增强低音成分,驱动扬声器。由于车载功放大多是全频段功放,通常使用AB类放大设计,功率损耗比较大,所以滤除低频段的信号,只推动中高频扬声器是节省功率、保证音质的最佳选择。此外,高通滤波器经常与低通滤波器成对出现,无论哪一种,都是为了将一定的声音频率发送到应该去的单元。
低通滤波器是一种电子滤波装置,允许低于截止频率的信号通过,但高于截止频率的信号不能通过。
对于不同的滤波器,每个频率的信号都有不同程度的减弱。在音频应用中使用时,有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器。
低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括电子线路(如音频设备中使用的hiss数字算法、声障(acoustic barriers)、通过消除短期波动,保持长期发展趋势,图像模糊处理等,这两种工具都提供了
低通滤波器在信号处理中的作用相当于金融等其他领域的移动平均值;
低通滤波器有很多种,其中最常用的是巴特沃斯滤波器。
带通滤波器
1.带滤波器的工作原理:
一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带,例如,通带内没有增益或衰减,所有的频率都完全衰减,此外,通带外的转换在一个非常小的频率范围内完成。事实上,没有理想的带滤波器。滤波器不能完全衰减预期频率范围之外的所有频率,特别是在所需的通带之外。这通常被称为滤波器的滚降,并使用每十倍频率的衰减范围dB来表示。一般情况下,滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好,使滤波器的性能更接近设计。然而,随着滚降范围越来越小,通带不再平坦——波纹开始出现。这种现象在通带边缘尤为明显,称为吉布斯现象。
除了电子学和信号处理领域,带滤波器应用的一个例子是在大气科学领域。一个非常常见的例子是使用带滤波器过滤3到10天内的天气数据,因此只保留在数据域中作为扰动旋转。
剪切频率低于频带f剪切频率高f2之间是共振频率,这里滤波器的增益最大,滤波器的带宽是f2和f1之间的差值。
模拟滤波器
模拟滤波器是测试系统或特殊仪器仪表中常用的变换装置。例如,带滤波器用作频谱分析仪中的选频装置;低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混合滤波器;高通滤波器用于消除声发射探测器中的低频干扰噪声;带阻滤波器用作电涡振动计中的陷波器等。
根据中心频率与带宽之间的数值关系,用于频谱分析装置的带通滤波器可分为两类:
一是带宽B不随中心频率变化,称为恒带宽带滤波器,当中心频率在任何频段时,带宽相同;
另一种是带宽B与中心频率人的比值不变,称为恒带宽比带通滤波器,其中心频率越高,带宽越宽。
声表面滤波器
声表面波是指声波在弹性体表面的传播,这个波被称为弹性声表面波。声表面波的传播速度比电磁波小10万倍左右。声表面波滤波器是一种过滤器专用装置,由石英晶体、压电陶瓷等压电材料制成,利用其压电效应和声表面波传播的物理特性。它广泛应用于电视和录像机的中频电路以取代LC中频滤波器大大提高了图像和声音的质量。
SAW 声表滤波器和声表谐振器是一种弹性波,料表面产生和传播的弹性波,其振幅随着基板材料深度的增加而迅速减小。(SAW)它是传播在压电晶体表面的机械波,其声速仅为电磁波速的十万分之一,传播衰耗很小。
SAW 声表装置采用微电子技术在压电基板上制作叉指形电声传感器和反射器耦合器,利用基板材料的压电效应输入叉指传感器(IDT)将电信号转换为声信号,并局限于基片表面的传输IDT将声信号恢复到电信号中,实现电-声-电的转换过程,完成电信号处理过程,获取各种用途的电子设备。声表面波器件采用先进的微电子加工技术,具有体积小、重量轻、可靠性高、一致性好、多功能、设计灵活等优点。
介质滤波器
介质滤波器采用低损耗、高介电常数、介电常数高、频率温度系数小、热膨胀系数小、功率高的特点,由多个长谐振器纵向多级串联或并联梯形线组成。特点是插入损耗小,耐功率好,带宽窄,特别适合CT1,CT2,900MHz,1.8GHz,2.4GHz,5.8GHz,便携式电话、汽车电话、无线耳机、无线麦克风、无线电台、无线电话、综合收发双工器级联耦合滤波器。
有源电力滤波器
有源电力滤波器是一种动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置。它可以补偿频率和大小变化的谐波和无功,弥补无源滤波器的缺点,获得比无源滤波器更好的补偿特性。它是一种理想的补偿谐波装置。早在20世纪70年代,就确定了有源电力滤波器的基本原理和主电路拓扑结构,但由于当时的技术条件,有源电力滤波器未能实施。80年代后,新型电力电子设备的出现,PWM控制技术和瞬时无功率理论的发展极大地促进了有源电力滤波器技术的发展。有源电力滤波器已广泛应用于国外工业和民用设备,单机设备容量逐渐提高。其应用领域从谐波补偿用户到提高整个电力系统的供电质量。
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