3.4 电视信号的形成.ppt
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1、濾波器頻率響應的特性,主動低通濾波器,主動高通濾波器,基本濾波器頻率響應,15-1,15-2,15-3,15-4,主動帶止濾波器,濾波器頻率響應的量測,15-6,15-7,主動帶通濾波器,15-5,15-1基本濾波器頻率響應1,低通濾波器頻率響應(Low-Pass Filter Response)通帶(passband)指的是容許以最小衰減量(通常定義為小於3 dB的衰減量)通過濾波器的頻率範圍。臨界頻率(Critical frequency,fc),也稱為截止頻率(Cutoff frequency),用來定義通帶的末端,通常指的是從通帶頻率響應算起,頻率響應下降3 dB(70.7%)的地方。
2、低通濾波器(Low-pass filter)會允許從直流到fc之間的信號頻率通過,並明顯地衰減所有其它頻率。,圖15-1低通濾波器的頻率響應。,高通濾波器的頻率響應(High-Pass Filter Response)高通濾波器(High-pass filter)可以明顯衰減所有低於的頻率或拒絕讓它通過,只讓頻率高於的信號通過。,圖15-2高通濾波器頻率響應。,帶通濾波器的頻率響應(Band-Pass Filter Response)帶通濾波器(Band-pass filter)能讓下限頻率和上限頻率之間的所有信號頻率通過,並阻止其它在指定頻帶之外的頻率通過。,圖15-3一般的帶通頻率響應曲線
3、。,品質因數(Quality Factor)帶通濾波器的品質因數(Q)是中心頻率對頻寬的比值。品質因數(Q)也可以用濾波器的阻尼係數(Damping Factor,DF),例題15-1,某一個特定帶通濾波器的中心頻率是15 kHz,頻寬為1 kHz。試求Q值,並判斷濾波器應該是窄頻帶或寬頻帶。,例題15-1,解 因為Q 10,所以這是窄頻帶濾波器。,帶止濾波器的頻率響應(Band-Stop Filter Response)帶止濾波器(Band-stop filter),另稱 Notch、Band-reject或Band-elimination濾波器。因為在某一個頻寬內的頻率被阻止通過,而此頻寬
4、外的頻率則允許通過,所以可以將它想成是帶通濾波器的相反操作。,圖15-4一般帶止濾波器的頻率響應。,15-2濾波器頻率響應的特性,圖15-5三種類型的濾波器頻率響應特性的比較圖。,巴特沃特性(The Butterworth Characteristic)巴特沃(Butterworth)特性在通帶上具有非常平坦的頻率響應,且下降率為每個極點20 dB/decade。不過相位移的頻率響應並不是線性的,也就是說,通過濾波器的信號,其相位移(即時間上的延遲)會隨著頻率呈現非線性變化。巴特沃頻率響應也常常稱為最平坦頻率響應(Maximally flat response)。,契比雪夫特性(The Che
5、byshev Characteristic)具有契比雪夫(Chebyshev)頻率響應特性的濾波器,主要應用於需要快速下降率的場合,這是因為它每個極點的下降率可以大於20 dB/decade。,貝索特性(The Bessel Characteristic)貝索(Bessel)頻率響應則顯現相位的線性響應特性,意指相位移會隨著頻率線性增加。,阻尼係數(The Damping Factor)主動濾波器電路的阻尼係數(damping factor,DF),可以決定濾波器能顯示出哪一種頻率響應特性。,圖15-6主動濾波器的一般方塊圖。,例題15-2,如果圖15-6中的主動式單極點濾波器內,回授電路的電
6、阻R2為10 k,則R1值必須是多少,才可以得到最平坦的巴特沃頻率響應?,例題15-2,解 使用最接近的電阻值5.6 k,其誤差為5.86 k 的5%標準內,即可得到非常接近理想巴特沃的頻率響應。,臨界頻率和下降率(Critical Frequency and Roll-Off Rate)臨界頻率是由頻率選擇RC電路內的電阻和電容值來決定,臨界頻率為,圖15-7一階(單極點)低通濾波器。,圖15-8濾波器的極點數目可以藉由串接的方式增加。,15-3主動低通濾波器,單極點濾波器(A Single-Pole Filter),圖15-9單極主動低通濾波器以及頻率響應曲線。,沙倫基低通濾波器(The
7、Sallen-Key Low-Pass Filter),圖15-10基本沙倫基二階低通濾波器。,例題15-3,試求圖15-11中低通濾波器的臨界頻率,並設定R1值,使濾波器的頻率響應近似巴特沃特性。,圖15-11,例題15-3,解 因為RA RB1.0 k以及CA CB 0.02 F,對於巴特沃頻率響應而言,R1/R20.586。選擇一個盡可能地接近上述計算值的標準電阻值。,串接的低通濾波器,圖15-12,圖15-12(續),例題15-4,圖15-12(b)的四極點濾波器中,假設RC低通電路內的所有電阻值都是1.8 k,如果要使臨界頻率為2680 Hz,則試求此時的電容值。同時也求出使濾波器符
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