濾波器，顧名思義,，是對波進(jìn)行過濾的器件,。"波"是一個非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域,，"波"被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程,。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時間函數(shù),，稱之為各種物理量的時間波形,，或者稱之為信號。因為自變量時間'是連續(xù)取值的,，所以稱之為連續(xù)時間信號,，又習(xí)慣地稱之為模擬信號(Analog Signal)。隨著數(shù)字式電子計算機(一般簡稱計算機)技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)展,，為了便于計算機對信號進(jìn)行處理,，產(chǎn)生了在抽樣定理指導(dǎo)下將連續(xù)時間信號變換成離散時間信號的完整的理論和方法。也就是說,，可以只用原模擬信號在一系列離散時間坐標(biāo)點上的樣本值表達(dá)原始信號而不丟失任何信息,，波、波形,、信號這些概念既然表達(dá)的是客觀世界中各種物理量的變化,，自然就是現(xiàn)代社會賴以生存的各種信息的載體。信息需要傳播,，靠的就是波形信號的傳遞,。信號在它的產(chǎn)生,、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變,，甚至是在相當(dāng)多的情況下，這種畸變還很嚴(yán)重,，以致于信號及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當(dāng)中了

巴特沃斯響應(yīng)(最平坦響應(yīng))

巴特沃斯響應(yīng)能夠最大化濾波器的通帶平坦度,。該響應(yīng)非常平坦，接近DC信號,，然后慢慢衰減至截止頻率點為-3dB,，最終逼近-20ndB/decade的衰減率，其中n為濾波器的階數(shù),。巴特沃斯濾波器特別適用于低頻應(yīng)用,，其對于維護增益的平坦性來說非常重要。

貝塞爾響應(yīng)

除了會改變依賴于頻率的輸入信號的幅度外,，濾波器還會為其引入了一個延遲,。延遲使得基于頻率的相移產(chǎn)生非正弦信號失真。就像巴特沃斯響應(yīng)利用通帶最大化了幅度的平坦度一樣,，貝塞爾響應(yīng)最小化了通帶的相位非線性,。

切貝雪夫響應(yīng)

在一些應(yīng)用當(dāng)中，最為重要的因素是濾波器截斷不必要信號的速度,。如果你可以接受通帶具有一些紋波,，就可以得到比巴特沃斯濾波器更快速的衰減。附錄A包含了設(shè)計多達(dá)8階的具巴特沃斯,、貝塞爾和切貝雪夫響應(yīng)濾波器所需參數(shù)的表格,。其中兩個表格用于切貝雪夫響應(yīng)∶一個用于0.1dB最大通帶紋波
主要參數(shù)

濾波器的主要參數(shù)(Definitions):

中心頻率(Center Frequency):濾波器通帶的頻率f0，一般取f0=(f1+f2)/2,，f1,、f2為帶通或帶阻濾波器左、右相對下降1dB或3dB邊頻點,。窄帶濾波器常以插損最小點為中心頻率計算通帶帶寬,。

截止頻率(Cutoff Frequency):指低通濾波器的通帶右邊頻點及高通濾波器的通帶左邊頻點。通常以1dB或3dB相對損耗點來標(biāo)準(zhǔn)定義,。相對損耗的參考基準(zhǔn)為:低通以DC處插損為基準(zhǔn),，高通則以未出現(xiàn)寄生阻帶的足夠高通帶頻率處插損為基準(zhǔn)。

通帶帶寬(BWxdB):指需要通過的頻譜寬度,，BWxdB=(f2-f1),。f1、f2為以中心頻率f0處插入損耗為基準(zhǔn),，下降X(dB)處對應(yīng)的左,、右邊頻點,。通常用X=3、1,、0.5 即BW3dB,、BW1dB、BW0.5dB 表征濾波器通帶帶寬參數(shù),。分?jǐn)?shù)帶寬(fractional bandwidth)=BW3dB/f0×100[%],，也常用來表征濾波器通帶帶寬。

插入損耗(Insertion Loss):由于濾波器的引入對電路中原有信號帶來的衰耗,，以中心或截止頻率處損耗表征,，如要求全帶內(nèi)插損需強調(diào)。

ABB 濾波器 ABB 濾波器

紋波(Ripple):指1dB或3dB帶寬(截止頻率)范圍內(nèi),，插損隨頻率在損耗均值曲線基礎(chǔ)上波動的峰-峰值,。

帶內(nèi)波動(Passband Riplpe):通帶內(nèi)插入損耗隨頻率的變化量。1dB帶寬內(nèi)的帶內(nèi)波動是1dB,。

帶內(nèi)駐波比(VSWR):衡量濾波器通帶內(nèi)信號是否良好匹配傳輸?shù)囊豁椫匾笜?biāo),。理想匹配VSWR=1:1，失配時VSWR>1,。對于一個實際的濾波器而言,，滿足VSWR<1.5:1的帶寬一般小于BW3dB，其占BW3dB的比例與濾波器階數(shù)和插損相關(guān),。

回波損耗(Return Loss):端口信號輸入功率與反射功率之比的分貝(dB)數(shù),，也等于|20Log10ρ|，ρ為電壓反射系數(shù),。輸入功率被端口全部吸收時回波損耗為無窮大,。

阻帶抑制度:衡量濾波器選擇性能好壞的重要指標(biāo)。該指標(biāo)越高說明對帶外干擾信號抑制的越好,。通常有兩種提法:一種為要求對某一給定帶外頻率fs抑制多少dB,，計算方法為fs處衰減量As-IL;另一種為提出表征濾波器幅頻響應(yīng)與理想矩形接近程度的指標(biāo)--矩形系數(shù)(KxdB>1)，KxdB=BWxdB/BW3dB,，(X可為40dB,、30dB、20dB等),。濾波器階數(shù)越多矩形度越高--即K越接近理想值1,，制作難度當(dāng)然也就越大。

延遲(Td):指信號通過濾波器所需要的時間,，數(shù)值上為傳輸相位函數(shù)對角頻率的導(dǎo)數(shù),，即Td=df/dv。

帶內(nèi)相位線性度:該指標(biāo)表征濾波器對通帶內(nèi)傳輸信號引入的相位失真大小,。按線性相位響應(yīng)函數(shù)設(shè)計的濾波器具有良好的相位線性度