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濾波器和雙工器介紹 帶通濾波器的作用

作用濾波器雙工器

帶通濾波器的功能(濾波器和雙工器介紹)
濾鏡是有選擇地傳遞“它喜歡的”，阻擋“它不喜歡的”的元件 。當我們討論濾波器的特性時，通常用頻域來描述 。
在大多數情況下，濾波器屬于下面所示的四種可能的理想類型之一(濾波器可能有一些其他變化，例如，具有多個通帶的濾波器等 。，但是您可以看到99%以上的過濾器都是以下類型之一) 。

低通濾波器是讓低頻信號通過而阻止高頻信號的濾波器 。頻率應該有多低取決于濾波器的規格 。
高通濾波器是讓高頻信號通過，阻止低頻信號的濾波器 。頻率應該有多高取決于濾波器的規格 。
帶通濾波器是一種通過一定頻率范圍的濾波器，它可以屏蔽低于和高于特定范圍的區域 。濾波器的頻率范圍由規格決定 。
帶阻濾波器是一種可以通過除窄頻率范圍以外的大多數頻率的濾波器 。其他類型的濾波器的目的是通過一定范圍的信號，但帶阻濾波器的目的是阻止信號的選定頻率 。
理想的濾波器是上面所示的濾波器 。它會通過特定的信號范圍，并開始阻止該范圍旁邊的信號 。但現實是，沒有任何設備能像理想概念那樣工作 。過濾器也是 。
以帶通濾波器為例 。大家想要的理想濾鏡就是左圖所示的那種，但是你永遠也得不到這種濾鏡 。即使在濾波器的理論設計中，您也會看到中間一欄中顯示的幾種類型，但即使是這種理論濾波器也不如理想濾波器 。
第一種理論型在通帶區有一些波動(波紋)，相對陡峭地落入阻斷區(阻帶)，阻帶沒有波動 。
第二種理論類型在阻帶既沒有通帶也沒有紋波 。沒有漣漪就好 。但這種情況下，會慢慢落入阻擋區 。
第三種理論型在通帶和阻帶都有紋波，不好，但是非常陡峭地落入阻帶，這是好的 。
右欄給出了一些真實濾波器的例子，明顯比理論性質差 。這只是幾個真正的過濾器 。。在現實世界中，你會有許多不同類型和特點的過濾器 。

實現濾波器的方法有很多種，很難列出所有可能的天線實現方法 。下面只是幾個我認為在很多領域最常用的實現方法 。下面是一些過濾器實現的例子 。

電氣濾波器:這是一種使用基本電氣元件(如R/L/C)實現濾波器的方法 。我認為這將是最常見和最廣泛使用的過濾器類型 。根據具體應用，只有單個元件(如單個電感或單個電容)可以用作濾波器 。在其他一些應用中，您會看到這些元素作為過濾器的非常復雜的組合 。
表面聲波濾波器(SAW濾波器):這是一種將電能轉換為聲能并應用濾波，然后將濾波后的能量轉換回電能的濾波器 。這種濾波器的優點在于，它可以在相對較小的尺寸內實現非常高的質量(非常高階的濾波器) 。這種類型的缺點是難以處理高功率，并且通常會導致較大的插入損耗 。在大多數手機中，你會看到至少有一兩個SAW濾波器大多在射頻級 。他們以前在中頻階段使用SAW濾波器，現在在大部分手機中，整個中頻階段都消失了，中頻SAW濾波器也消失了 。
腔體濾波器:當我看到這種類型的濾波器時，我很驚訝這樣一個簡單的大體積金屬物體可以充當濾波器 。(內部結構沒有我想的那么簡單，但至少從外面看，像是金屬塊) 。就濾波器特性而言，我認為它性能不高，但能處理大功率，能覆蓋的頻率范圍能達到極高頻率 。與其他類型的濾波器相比，插入損耗通常非常小 。
數字濾波器:如你所料，它是一個基于數值算法的濾波器 。要使用這種濾波器，必須先將輸入的模擬信號轉換成數字信號，然后再處理數字數據 。這種濾波器的優點是可以獲得與理論設計幾乎相同的濾波器性能 。缺點是由于AD轉換器采樣率的限制，難以處理高頻信號 。當然，你可以將高頻信號下變頻為低頻信號，這樣你就可以使用數字濾波器，但這意味著你需要額外的電路來濾波 。另一個缺點是由每個數字門元件引起的延遲將導致相對長的延遲 。
不管你想設計什么樣的濾鏡，基本的設計目標都會如下圖所示 。
(1)陡峭的過渡階段:你想要達到的第一個也是最重要的特征是過渡階段盡可能的陡峭，如(1)所示 。大家都想提高這個屬性，從實線變成虛線 。我們通常通過增加濾波器的階數來實現這一點，但這種增加會使濾波器變得更大或更復雜 。在無源濾波器的情況下，階數的增加也會導致更大的插入損耗 。
在不增加過多尺寸的情況下，過渡相位最陡的濾波器之一是SAW濾波器，但與其他類型的濾波器相比，SAW濾波器的插入損耗比較大 。尤其是當SAW濾波器具有非常尖銳的過渡但插入損耗太大時 。

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