Blog
Kiến thức cơ bản về bộ lọc
21 Jun 2023

Bộ lọc Dòng là một mạch lọc bao gồm điện dung, điện cảm và điện trở. Bộ lọc có thể lọc hiệu quả một điểm tần số cụ thể trong đường dây nguồn hoặc các tần số bên ngoài điểm tần số đó, thu được tín hiệu nguồn tần số cụ thể hoặc loại bỏ tín hiệu nguồn tần số cụ thể.


Bộ lọc, như tên cho thấy, là một thiết bị lọc sóng. Sóng "là một khái niệm vật lý rất rộng và trong lĩnh vực công nghệ điện tử," sóng "được giới hạn trong phạm vi mô tả quá trình thay đổi giá trị của các đại lượng vật lý khác nhau theo thời gian. Quá trình này được chuyển đổi thành hàm thời gian của điện áp hoặc dòng điện thông qua hoạt động của các cảm biến khác nhau, được gọi là dạng sóng thời gian của các đại lượng vật lý khác nhau hoặc dưới dạng tín hiệu. Vì biến độc lập 'thời gian' là một giá trị liên tục nên nó được gọi là tín hiệu thời gian liên tục, còn thường được gọi là tín hiệu tương tự .Với sự xuất hiện và phát triển nhanh chóng của công nghệ máy tính điện tử kỹ thuật số (thường được gọi là máy tính), để tạo điều kiện cho máy tính xử lý tín hiệu, đã xuất hiện một lý thuyết hoàn chỉnh và phương pháp biến đổi tín hiệu thời gian liên tục thành tín hiệu thời gian rời rạc dưới hướng dẫn của định lý lấy mẫu. Điều đó có nghĩa là, tín hiệu tương tự gốc có thể được biểu thị chỉ bằng các giá trị mẫu của tín hiệu tương tự gốc trên một loạt các điểm tọa độ thời gian rời rạc mà không làm mất bất kỳ thông tin nào. Vì các khái niệm về sóng, dạng sóng và tín hiệu thể hiện sự thay đổi của các đại lượng vật lý khác nhau trong thế giới khách quan, nên chúng tự nhiên mang nhiều thông tin khác nhau mà xã hội hiện đại dựa vào để tồn tại.


Thông tin cần được truyền thông qua việc truyền các tín hiệu dạng sóng. Tín hiệu có thể bị biến dạng ở mọi giai đoạn trong quá trình tạo, chuyển đổi và truyền do sự hiện diện của môi trường và nhiễu. Trong nhiều trường hợp, sự biến dạng này thậm chí còn nghiêm trọng, dẫn đến tín hiệu và thông tin mà nó truyền tải bị vùi sâu trong tiếng ồn.
Bộ lọc là một trong những thành phần quan trọng thiết yếu trong các hệ thống RF, chủ yếu được sử dụng để chọn tần số - cho phép tín hiệu tần số mong muốn đi qua và phản xạ các tín hiệu tần số nhiễu không mong muốn.
Một ví dụ cổ điển về ứng dụng bộ lọc là giao diện người dùng của máy thu hoặc máy phát, như thể hiện trong hình:

Từ hình, có thể thấy rằng các bộ lọc được sử dụng rộng rãi trong các phần RF, IF và dải gốc của máy thu. Mặc dù các bộ lọc kỹ thuật số đã được sử dụng để thay thế các bộ lọc tương tự trong dải cơ sở hoặc thậm chí các phần tần số trung gian trong quá trình phát triển của công nghệ kỹ thuật số, nhưng các bộ lọc trong phần RF vẫn không thể thay thế được. Do đó, bộ lọc là một trong những thành phần quan trọng thiết yếu trong hệ thống RF.


Có nhiều phương pháp để phân loại bộ lọc.
Ví dụ:
Các đặc điểm được chọn theo tần số có thể được chia thành: thông thấp, thông cao, thông dải, bộ lọc chặn dải, v.v; Theo các chức năng đáp ứng tần số khác nhau, nó có thể được chia thành: Chebyshev, Chebyshev tổng quát, Butterworth, Gauss, Hàm Bessel, hàm elliptic, v.v.
Nó có thể được chia thành bộ lọc LC, bộ lọc SAW/BAW, bộ lọc xoắn ốc, bộ lọc điện môi, bộ lọc khoang, bộ lọc siêu dẫn nhiệt độ cao và bộ lọc cấu trúc phẳng theo chế độ triển khai.


Đối với các phân loại bộ lọc khác nhau, cách tiếp cận chính là mô tả các đặc điểm khác nhau của các bộ lọc dựa trên các yêu cầu cụ thể của chúng.

Nhiều phương pháp phân loại bộ lọc mô tả các tính năng đa dạng của bộ lọc, phản ánh chung nhu cầu xem xét toàn diện các yêu cầu của bộ lọc trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế. Điều đó có nghĩa là, khi thiết kế cho nhu cầu của người dùng, cần phải xem xét toàn diện nhu cầu của người dùng.
Khi chọn bộ lọc, điều đầu tiên cần xác định là sử dụng bộ lọc thông thấp, thông cao, thông dải hay chặn dải.


Dưới đây, trước tiên chúng tôi sẽ giới thiệu các đặc tính đáp ứng tần số và tác dụng của chúng đối với thông cao, thông thấp, thông dải và dải tần, được phân loại theo các đặc tính được chọn theo tần số.



Các bộ lọc được sử dụng phổ biến nhất là thông thấp và thông dải. Thông thấp được sử dụng rộng rãi trong triệt tiêu hình ảnh trong phần bộ trộn và triệt tiêu sóng hài trong phần nguồn tần số.

Thông dải được sử dụng rộng rãi trong việc lựa chọn tín hiệu ở đầu phía trước của máy thu, khử nhiễu sau bộ khuếch đại trong máy phát và khử nhiễu nguồn tần số.
Bộ lọc được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tần số vô tuyến và vi sóng, và là một thành phần chức năng, phải có các chỉ số hiệu suất điện tương ứng để mô tả các yêu cầu về hiệu suất của hệ thống đối với thành phần này.
Tương ứng với các kịch bản ứng dụng khác nhau, có các yêu cầu khác nhau đối với các đặc tính hiệu suất điện nhất định của bộ lọc. Các chỉ số kỹ thuật mô tả hiệu suất điện của bộ lọc bao gồm: thứ tự (sê-ri), băng thông tuyệt đối/băng thông tương đối, tần số cắt, sóng đứng, triệt tiêu ngoài dải, gợn sóng, suy hao, độ phẳng dải thông, tuyến tính pha, trễ nhóm tuyệt đối, dao động trễ nhóm , công suất, tính nhất quán pha, tính nhất quán biên độ và phạm vi nhiệt độ hoạt động.


Sau đây sẽ giải thích từng chỉ số hiệu suất điện của bộ lọc.

Thứ tự (sê-ri): Đối với bộ lọc thông cao và thông thấp, thứ tự là tổng của số lượng tụ điện và cuộn cảm trong bộ lọc. Đối với bộ lọc thông dải, thứ tự là tổng số bộ cộng hưởng song song; Đối với bộ lọc Band-stop, thứ tự là tổng số bộ cộng hưởng nối tiếp và song song
bộ cộng hưởng.


Băng thông tuyệt đối/băng thông tương đối: Chỉ số này thường được sử dụng cho các bộ lọc thông dải, đặc trưng cho dải tần tín hiệu có thể đi qua bộ lọc và phản ánh sự lựa chọn tần số của bộ lọc. Băng thông tương đối là tỷ lệ phần trăm của băng thông tuyệt đối với tần số trung tâm.




Tần số cắt: Tần số cắt thường được sử dụng cho các bộ lọc thông cao và thông thấp. Đối với bộ lọc thông thấp, ngưỡng đặc trưng cho dải tần số cao nhất mà bộ lọc có thể đi qua; Đối với bộ lọc thông cao, tần số cắt đại diện cho dải tần số thấp nhất mà bộ lọc có thể đi qua.


Sóng đứng: S11 được đo bởi mạng vectơ thể hiện mức độ phù hợp giữa trở kháng cổng bộ lọc và trở kháng yêu cầu của hệ thống. Cho biết có bao nhiêu tín hiệu đầu vào không vào được bộ lọc và được phản xạ trở lại đầu vào.



Mất mát: Mất mát biểu thị năng lượng bị mất do tín hiệu sau khi đi qua bộ lọc, là năng lượng mà bộ lọc tiêu thụ.


Độ phẳng của băng thông: Giá trị tuyệt đối của chênh lệch giữa suy hao tối đa và suy hao tối thiểu trong phạm vi băng thông của bộ lọc. Đặc trưng cho sự khác biệt về mức tiêu thụ năng lượng của các bộ lọc đối với các tín hiệu có tần số khác nhau.


Triệt tiêu ngoài băng tần: "Sự suy giảm" vượt ra ngoài dải tần số băng thông của bộ lọc. Đặc trưng cho khả năng của bộ lọc trong việc chọn các tín hiệu tần số không mong muốn.Ripple: Sự khác biệt giữa các đỉnh và đáy của dao động đường cong S21 trong dải thông của bộ lọc.


Độ tuyến tính pha: Độ lệch pha giữa pha trong dải tần số băng thông của bộ lọc và đường truyền có độ trễ bằng với tần số trung tâm. Nêu đặc tính tán sắc của các bộ lọc.


Độ trễ nhóm tuyệt đối: Thời gian cần thiết để tín hiệu được truyền từ cổng đầu vào đến cổng đầu ra trong phạm vi băng thông của bộ lọc.


Biến động độ trễ nhóm: Sự khác biệt giữa độ trễ nhóm tuyệt đối tối đa và tối thiểu trong phạm vi băng thông của bộ lọc. Nêu đặc tính tán sắc của các bộ lọc.


Công suất nguồn: Công suất tối đa của tín hiệu dải thông có thể đưa vào bộ lọc. Tính nhất quán về pha: Sự khác biệt về pha của tín hiệu truyền giữa các bộ lọc khác nhau trong cùng một lô và cùng một chỉ báo. Đặc trưng cho sự khác biệt (tính nhất quán) giữa các bộ lọc hàng loạt.


Tính nhất quán về biên độ: Sự khác biệt về suy hao tín hiệu truyền dẫn giữa các bộ lọc khác nhau trong cùng một lô và cùng một chỉ số. Đặc trưng cho sự khác biệt (tính nhất quán) giữa các bộ lọc hàng loạt.


Độ tuyến tính pha: Độ lệch pha giữa pha trong dải tần số băng thông của bộ lọc và đường truyền có độ trễ bằng với tần số trung tâm. Nêu đặc tính tán sắc của các bộ lọc.


Độ trễ nhóm tuyệt đối: Thời gian cần thiết để tín hiệu được truyền từ cổng đầu vào đến cổng đầu ra trong phạm vi băng thông của bộ lọc.


Biến động độ trễ nhóm: Sự khác biệt giữa độ trễ nhóm tuyệt đối tối đa và tối thiểu trong phạm vi băng thông của bộ lọc. Nêu đặc tính tán sắc của các bộ lọc.


Công suất nguồn: Công suất tối đa của tín hiệu dải thông có thể đưa vào bộ lọc.


Tính nhất quán về pha: Sự khác biệt về pha của tín hiệu truyền giữa các bộ lọc khác nhau trong cùng một lô và cùng một chỉ báo. Đặc trưng cho sự khác biệt (tính nhất quán) giữa các bộ lọc hàng loạt.


Tính nhất quán về biên độ: Sự khác biệt về suy hao tín hiệu truyền dẫn giữa các bộ lọc khác nhau trong cùng một lô và cùng một chỉ số. Đặc trưng cho sự khác biệt (tính nhất quán) giữa các bộ lọc hàng loạt.

bạn đang tìm kiếm thêm thông tin về sự chuyên nghiệp của EverExceed sản phẩm và giải pháp năng lượng? chúng tôi có một đội ngũ chuyên gia sẵn sàng giúp bạn luôn luôn. vui lòng điền vào mẫu và đại diện bán hàng của chúng tôi sẽ liên lạc với bạn trong thời gian ngắn
bản quyền © 2024 EverExceed Industrial Co., Ltd.Đã đăng ký Bản quyền.
để lại lời nhắn
everexceed
Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi và muốn biết thêm chi tiết, vui lòng để lại tin nhắn ở đây, chúng tôi sẽ trả lời bạn ngay khi có thể.

nhà

các sản phẩm