带通滤波器

带通滤波器

带通滤波器允许特定频率范围（在 Fc1 和 Fc2 之间）内的信号通过，同时对该范围之外的信号进行衰减。这种类型的滤波器对于隔离特定频段以及衰减过高或过低的频率很有用处。

主要特性

1. 通带频率（Fc1 至 Fc2）：能够以最小衰减通过滤波器的频率范围。
・Fc1：下边带截止频率
・Fc2：上边带截止频率
2. 阻带频率（Fr1 和 Fr2）：通带之外的频率，在此处滤波器会提供显著的衰减。
・Fr1：下边带阻带频率，在此频率处可达到规定的衰减水平（Ar1）。
・Fr2：上边带阻带频率，在此频率处可达到规定的衰减水平（Ar2）。
3. 过渡带：通带与阻带之间的过渡区域。在实际的滤波器中，这些过渡并非是突变的，而是在一段被称作过渡带的频率范围内发生。

应用

1. 谐波与杂散的抑制：带通滤波器用于抑制谐波及杂散输出对相关设备产生影响，确保只有所需的频率范围信号。
2. 通信系统：它们在通信系统中至关重要，可用于选择特定频段进行发送和接收，从而减少来自不需要频率的干扰。
3. 信号处理：在各类信号处理应用中，用于从信号中分离出特定的频率成分。

带通滤波器的类型

1. 集总元件滤波器：由诸如电容和电感等分立元件组成。适用于低频应用。
・示例：一个 RLC（电阻 - 电感 - 电容）带通滤波器可用于音频设备中，用于隔离特定范围的音频频率。
2. 半集总元件滤波器：结合集总和分布元件，以便在中频范围内实现更好的性能。
・示例：在射频应用中使用的一种滤波器，它将分立的电感和电容与短传输线段相结合。
3. 分布式元件滤波器：使用传输线段作为滤波元件，适用于高频应用。
・示例：微波电路中使用的微带带通滤波器，其传输线的物理尺寸决定了滤波器的特性。

带通滤波器设计示例

示例 1：用于音频应用的 RLC 带通滤波器

・元件：电阻（R）、电感（L）、电容（C）。
・通带频率（Fc1 至 Fc2）：设计为从 100 赫兹到 1 千赫兹。
・工作原理：100 赫兹到 1 千赫兹范围内的信号能以最小的衰减通过，而此范围之外的信号则会被衰减。
・用途：用于隔离中频音频频率，滤除低频嗡嗡声和高频噪声。

示例 2：用于射频应用的微带带通滤波器

・元件：微带传输线和短截线。
・通带频率（Fc1 至 Fc2）：设计为从 2 吉赫兹到 3 吉赫兹。
・阻带频率（Fr1 和 Fr2）：规定在 1.5 吉赫兹和 3.5 吉赫兹处，抑制水平（Ar1 和 Ar2）为 40 分贝。
・工作原理：2 吉赫兹到 3 吉赫兹范围内的信号能有效通过。此范围之外的信号，特别是低于 1.5 吉赫兹以及高于 3.5 吉赫兹的信号，会被衰减 40 分贝。
・用途：用于射频通信系统中，滤除不需要的信号和噪声，确保信号的干净发送和接收。

设计考量

1. 通带质量：良好的通带质量涉及低反射、低插入损耗和平坦的时延。这可确保通带内信号的失真最小化。
2. 选择性与复杂性：提高选择性（使通带到阻带的过渡更陡峭）通常会降低通带质量并增加电路复杂性。当（Fr - Fr1）/（Fc2 - Fc1）的比值接近 1.0 时，需要更多的电路支路来实现所需的选择性。

另外一种解释：

・通带：频率在 2 吉赫兹到 3 吉赫兹之间的信号能以最小的衰减通过。
・过渡带：从 1.5 吉赫兹到 2 吉赫兹以及从 3 吉赫兹到 3.5 吉赫兹的过渡区域。
・阻带：频率低于 1.5 吉赫兹以及高于 3.5 吉赫兹的信号会被衰减 40 分贝。

这种描述有助于理解带通滤波器的工作原理以及它们在各类电子系统中的重要性。

迪拉尼推荐型号：

DEI5751-1.4MHz
DEI5871-10MHz
DEI5849-21.4MHz
DEI5674-75MHz
DEI5752-124.8MHz