带通滤波器的设计[通俗易懂]

全栈程序员-用户IM • 2022年5月4日上午8:00 • 未分类

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一、滤波器：滤波器按照频带划分可以分为：低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)。其中射频天线领域主要采用带通滤波器(BPF)。

带通滤波器的设计[通俗易懂]

二、带通滤波器(BPF)：

带通滤波器的设计[通俗易懂]

①：RF BPF：从天线中取出期望频带的有效信号，滤除不需要频带的电磁波信号和噪声。

②：RF BPF：用下级混频器(降频混频器)进行频率转换时，防止在IF频带中引入干扰信号，用BPF将不期望频率成分滤除。

③：IF BPF：从混频器进行频率转换所产生的许多频率成分中，用BPF只取出期望的IF信号，也具有限制接收信号频带的作用。

④：IF BPF：用混频器(升频转换器)进行频率转换时，用BPF防止在RF频带中引入干扰信号，也具有限制发射信号频带的作用。

⑤：RF BPF：从混频器进行频率转换所产生的许多频率成分中，用BPF只取出期望的RF信号。

⑥：RF BPF：用BPF除去功率放大器放大时失真所产生的寄生部分，以及大功率信号的输入在天线开关时所产生的寄生部分，以免寄生成分通过天线发射出去。

三、带通滤波器(BPF)选择：

(1)、对于低频电路，选择LC滤波器。LC滤波器通常用于基频领域。

(2)、对于100MHz~1000MH频率范围，选择SAW滤波器。SAW滤波器通常用于IF BPF领域。

(3)、对于2GHz频率电路，选择介质滤波器。介质滤波器通常用于RF BPF领域。

四、带通滤波器(BPF)详解：

核心思想：BPF基本上是谐振电路。谐振电路分为串联谐振电路和并联谐振电路，对于串联谐振电路，若L和C无损耗，则在谐振频率时阻抗变为零；对于并联谐振电路，谐振频率时阻抗变为无穷大。对于串联谐振电路可知，L越大，衰减特性越陡；对于并联谐振电路可知，L越小C越大，衰减特性越陡。

谐振电路的谐振频率： $f_{0}=1/2\pi\sqrt{LC}$