[科普中国]-滤波器通带

滤波器是这样一种双端口网络，它在某一规定的频率范围内，对信号的衰耗很小或为零，使信号容易通过，这个频率范围为滤波器的通带。

术语简介滤波器通带，英文名filter transmission band，是滤波器允许通过信号的频率范围。

滤波器通带（filter transmission band）**，**信号通过滤波器时，衰减最小的频带，即滤波器允许通过信号的频率范围。理想滤波器是指无衰减的传输频带。

实际滤波器的通带内不仅有衰减，还有衰减畸变。因此在设计滤波器时，通常规定通带衰减不得超过的数值，或者规定通带内衰减变化的最大容许值。1

滤波器简介滤波器定义网络的一种类型.即只让某一频带的信号通过而阻止其他频带的信号通过的网络。信号能通过的频带称为通带，信号不能通过的频带称为阻带。2滤波器对通带以外的频率衰减很大，抑制信号通过，称为阻带（或止带）。

滤波器的类型根据通频带的范围，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。

按元件的构成，滤波器可分为LC滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和由机械元件组成的机械滤波器等。

滤波器通带条件常用的滤波器是T形和Ⅱ形（X形也可等效为T形或Ⅱ形），最简单的是г形，两个г形可构成T形或Ⅱ形滤波器，г形网络的串联臂阻抗取Z1/2，并联臂阻抗取2Z2。3

（1）K式滤波器的条件 在г形、T形、Ⅱ形滤波器中，如果串联臂阻抗与并联臂阻抗的乘积是常数，并且是一个正实数，则这种滤波器称为K式滤波器。令其常数为K，则K式滤波器的条件是

对于T形及Ⅱ形滤波器要满足上式条件，Z1和Z2的电抗必定是异号。如果Z1、Z2都是纯电阻，虽然也满足上述条件，但对于通过的电流只能给予一定的衰减，而与频率无关，则不是滤波器，所以Z1和Z2的电抗性质相反是滤波器构成的条件。

（2）滤波器的通带条件根据分析推导，滤波器的通带条件为

从滤波器的构成条件可知，Z1/4Z2不会是正的。由上式通带条件，Z1/4Z2=0和Z1/4Z2=-1成为滤波器通带和阻带的边界条件。

Z1/4Z2在0与-1之间为通带，Z1/4Z2≤-1或Z1/4Z2≥0为阻带。满足边界条件的频率是截止频率，滤波器的截止频率可由下式求得

或者

典型滤波器低通滤波器低通滤波器串联臂是电感线圈，它对高频呈现较大的阻抗，能抑制高频信号传输至输出端；并联臂是电容，对高频呈现较小的阻抗，使高频信号有较大的分流作用。

串联臂电感对低频呈现较低阻抗，使低频信号无衰减地通过；并联臂电容对低频呈现高阻抗，分流作用很小，所以构成了只让低频信号通过而对高频信号具有很大抑制能力的低通滤波器。

高通滤波器其中，串联臂电容对低频呈现较大的阻抗，能抑制低频信号传输至输出端，而并联臂电感对低频信号呈现较小的阻抗，分流作用较大;串联臂电容对高频呈现较低阻抗，并联臂电感对高频信号分流作用很小，因此高频容易通过。

综上所述，这是一种只让高频通过，而抑制低频传输的高通滤波器。

带通滤波器前面低通和高通滤波器都是应用单个电抗元件作为串联臂阻抗和并联臂阻抗，但在带通滤波器中，则用串联谐振和并联谐振分别组成串联臂和并联臂阻抗。

带阻滤波器如果将带通滤波器中的元件连接方法调换一下，即串联臂用并联谐振回路，而并联臂改用串联谐振回路，则可得到与带通特性相反的带阻滤波器。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学