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滤波器基础知识（二）

滤波器技术参数

滤波器的主要参数：插入损耗、回波损耗、通带带宽、带内波动、纹波、带内驻波比、中心频率、截止频率、延迟、带内相位线性度。

1、插入损耗（Insertion Loss）：

由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰减，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需要强调。插入损耗是衡量滤波器的主要指标参数，然而一般滤波器制造厂商因为无法取得实际应用环境的源阻抗与负载阻抗，所以在设计及出厂测试时滤波器的插入损耗是在50Ω（参照CISPR17）的阻抗环境下测试的。共模与差模的测试方式如下：

滤波器插入损耗也可以用仿真的方式来实现，从源端到负载转换的信号电压与加入滤波器时源到负载转换的信号电压的比值：
U1-----未接入滤波器，信号源在负载上建立的电压。
U2-----接入滤波器，信号源在负载上建立的电压。

滤波器插入损耗仿真曲线图

2、回波损耗（Return Loss）：

又称为反射损耗，是表示信号反射性能的参数，回波损耗说明入射功率的部分被反射回到信号源。回波损耗主要是链路中阻抗不匹配所产生的，回波损耗与反射系数的关系为：

回波损耗愈大愈好，以减少反射信号对系统的影响，输入功率被全部吸收时回波损耗为无穷大。

3、阻抗特性：

滤波器的输入阻抗、输出阻抗直接影响其插入损耗特性。在使用EMI滤波器时，保证在输入、输出**限度阻抗失配的情况下，有合乎要求的**抑制效果。使用信号滤波器，应遵循对有用信号输入、输出端阻抗匹配原则，防止信号衰减，对无用信号或需要滤除的干扰信号来说应保证**阻抗失配，达到**滤波效果。

滤波器阻抗仿真曲线图示：

根据源阻抗与负载阻抗选择滤波器：

滤波器要满足负载电路工作频率和需抑制频率的要求。在所要求的频率上，滤波器的阻抗必须与它连接的干扰源阻抗和负载阻抗匹配，如果干扰源是高阻抗，则滤波器的输出阻抗应为低阻；如果干扰源是低阻抗，则滤波器的输出阻抗应为高阻。

4、其他参数指标：

延迟（TD）：
指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即TD=DF/DV。
纹波（Ripple）：

指3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。

带内波动（Pass Band Ripple）：

通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。

带内驻波比（VSWR）：

衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1:1,失配时<1。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为**电压振幅VMAX，形成波腹。在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅VMIN,形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间，这种合成波称为行驻波，驻波比是驻波波腹处的电压幅值VMAX与波节处的电压幅值VMIN之比。

带内相位线性度：

该指标表征滤波器对通带内传输信号引入的相位失真大小。按线性相位响应函数设计的滤波器具有良好的相位线性度。

截止频率（Cutoff frequency）：

指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点，通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高频带频率处插损为基准。

中心频率（Center Frequency）：

滤波器通带的频率为f0，一般取f0=（f1+f2）/2,f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。

滤波器的安装要求

1、滤波器安装位置要求：

一个骚扰源影响多个敏感设备时，滤波器靠近骚扰源放置。反之，只有一个敏感设备，而有多个骚扰源时，滤波器靠近敏感设备放置。滤波器靠近骚扰源放置的好处，使干扰局限在骚扰源附近，切断骚扰源的干扰路径，抑制骚扰源的发射。
PCB上滤波器应安装在接口处，需要安装多个滤波器时，应并列安装，防止不同信号线滤波前后的耦合；当信号接口处只有一个干扰源时，滤波器应尽量靠近骚扰源安装。

2、滤波器输出输入布线要求：