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设计一个带有非常陡峭截止特性的低通滤波器,或者说是一个非常窄带的带通滤波器,中心频率为 1 MHz,阻带从 1.1 MHz 起开始强烈抑制,目标是尽可能让谐波(如 3 MHz、5 MHz)被“全部过滤掉”。
π型无源带通滤波器(3阶),
通频仅限 1 MHz,
700 V 峰值输入,尽可能抑制 1 MHz 以上所有高频谐波。
✅ 能否实现?
✅ 原理上:可以实现π 型 3 阶滤波器(C–L–C)可以做成一个带通滤波器,通过合适选择元件值,使其谐振频率在 1 MHz,其他频率衰减。但它有以下特点:
⚠️ 工程上:有挑战性因素 | 说明 | 700 V 高电压 | 元器件需耐压 >1 kV,电容尤为关键(可能用 MPP 膜电容) | 3阶π结构 | 滚降速度仅为 60 dB/decade,对谐波衰减效果有限 | 通带带宽控制难 | π 型滤波器 Q 值受限,带宽不够窄时可能让邻近频率透过 | 谐波无法“全部滤掉” | 只能大幅衰减(如 -40 dB、-60 dB),不可能做到完全为零 |
🎯 设计目标合理化建议你可以: π 型滤波器中的电感(尤其是中间串联的电感)是性能的核心,它直接决定了滤波器的中心频率、带宽、Q 值和滚降特性等关键参数。不同电感大小会对滤波器性能产生明显影响。
电感变动 |
| 带宽 / Q 值 | 插入损耗 | 滤波效果 | 电感变大 | ↓ 降低 | 变窄(Q 值升高) | ↑ 增大(损耗可能升高) | 更尖锐、更强谐波抑制 | 电感变小 | ↑ 提高 | 变宽(Q 值降低) | ↓ 减小 | 滤波效果宽松,谐波衰减不明显 |
🔍 具体分析:
1. 中心频率移动
中心频率
- L 增大 → 中心频率降低;
- L 减小 → 中心频率升高;
- 需要电感和电容配对计算,误差容易导致滤波频偏。
2. Q值和带宽变化
Q 值
- L 越大,Q 值越高,带宽越窄;
- 但 Q 值太高时,对元件参数误差极为敏感;
- L 越小,Q 值降低,带通效果变宽、选频性下降。
源阻抗50ohm - 电感L2 10uH - 衰减 1dB
源阻抗50ohm - 电感L2 10uH - 衰减 1dB
源阻抗50ohm - 电感L2 20uH - 衰减 1dB
源阻抗50ohm - 电感L2 20uH - 衰减 1dB
源阻抗50ohm - 电感L2 30uH - 衰减 1dB
源阻抗50ohm - 电感L2 30uH - 衰减 1dB
源阻抗50ohm - 电感L2 40uH - 衰减 2dB
源阻抗50ohm - 电感L2 40uH - 衰减 2dB
源阻抗50ohm - 电感L2 50uH - 衰减 4dB
源阻抗50ohm - 电感L2 50uH - 衰减 4dB
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