電子濾波器基本信息

電子濾波器有音訊濾波器(wave filter)與雜訊濾波器(noise filter)等應(yīng)用裝置，可以是:

不管它們的設(shè)計有什么不同，最常見的電子濾波器類型是線性濾波器。參見線性濾波器方面的文章中關(guān)於它們的設(shè)計和分析的詳細內(nèi)容。

單極型

最簡單的線性濾波器的電子實現(xiàn)是電阻、電感和電容的組合。這些濾波器有RC、RL、LC和RLC等多種形式。所有這些類型的濾波器總稱為無源濾波器，這是因為它們都不需外部電源供電。

電感阻止高頻訊號通過而允許低頻訊號通過，電容的特性卻相反。訊號能夠通過電感的濾波器、或者通過電容連接到地的濾波器對於低頻訊號的衰減要比高頻信號小，稱為低通濾波器。如果訊號通過電容、或者通過電感連接到地，那么濾波器對於高頻訊號的衰減要比低頻訊號小，稱為高通濾波器。電阻自身沒有頻率選擇的特性，但是加入到電感和電容一起決定電路的時間常數(shù)，因此也決定了相應(yīng)的頻率。

在大概超過 100 MHz 這樣非常高的頻率，有時電感由一個單環(huán)或者金屬片組成，電容由相鄰的金屬片組成，它們稱為 stubs。

多極型

二階濾波器用Q因數(shù)來衡量。如果一個濾波器通過或者阻止的頻率頻寬與中心頻率相比非常狹窄那么就說這個濾波器有很高的Q因數(shù)。Q 定義為中心頻率/3dB頻寬。

主動濾波器使用無源和主動放大元件組成，運算放大器經(jīng)常用於主動濾波器設(shè)計。主動濾波器能夠不使用電感就實現(xiàn)高Q因子和諧振。但是，它們的頻率上限受制於所用放大器的頻寬。

較主動式濾波以 en:Switched capacitor 電路代替電阻。

主條目:數(shù)位濾波器

數(shù)位訊號處理可以用於廉價地構(gòu)建不同類型的濾波器。訊號經(jīng)過取樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成數(shù)位流，經(jīng)常使用運行在中央處理器或者特殊的數(shù)位訊號處理器的計算機程式而不是硬體演算法來計算輸出的數(shù)位流，它的輸出然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成訊號。在轉(zhuǎn)換過程中可能會產(chǎn)生雜訊，但是對於許多有用的濾波器來說它們可以控制和限制的。由於涉及到取樣，所以輸入訊號必須限定在一定的頻率，否則就會產(chǎn)生混疊。

電源濾波器是指裝設(shè)於交流電源側(cè)的雜訊濾波器(Noise Filter)，用來消除干擾雜訊的器件，將輸入或輸出經(jīng)過過濾而得到純凈的交流電，可將內(nèi)部雜訊控制於內(nèi)部中，防止雜訊藉由電纜線傳導(dǎo)到其他電器中。 。

石英濾波器和壓電技術(shù)

在二十世紀(jì)三十年代晚期，工程師發(fā)現(xiàn)如石英這樣的堅硬材料制成的小型機械系統(tǒng)將會在從可聽見的聲音頻率到幾百兆赫茲的無線電頻率發(fā)生聲學(xué)諧振。

一些早期的諧振器是用鋼制成的，但是很快石英就流行起來。石英的最大優(yōu)點是它是壓電式的，這就意味著石英振蕩器可以直接將它們自身的運動轉(zhuǎn)化成電子訊號。另外石英隨溫度變化的系數(shù)很小，這就是說石英振蕩器能夠在很大的溫度變化范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的頻率。

石英晶體濾波器的質(zhì)量因數(shù)遠遠高於 LCR 濾波器。當(dāng)需要更高的穩(wěn)定性時，晶體和驅(qū)動電路能夠放到一個「晶體箱」中控制溫度變化。對於極窄頻寬的濾波器，有時需要串列使用幾個晶體。

工程師發(fā)現(xiàn)可以在石英晶體上蒸發(fā)金屬成梳狀從而可以將多個晶體疊加成一個元件，在這種機制下，「抽頭(tapped)延時線」在聲波滑過石英晶體表面時能夠增強所要頻率。抽頭延時線已經(jīng)成為多種實現(xiàn)高Q濾波器方法的一個通用機制。

表面聲波濾波器

表面聲波濾波器是經(jīng)常用於無線電頻率應(yīng)用的機電設(shè)備，電子訊號在壓電晶體中轉(zhuǎn)化為機械波;這個波在通過晶體傳播時發(fā)生延時;后面的電極將它轉(zhuǎn)換成電訊號。延時的輸出訊號組合在一起成為有限脈沖響應(yīng)濾波器的一個直接的類比實現(xiàn)。這種混合濾波技術(shù)也見於類比取樣濾波器中。

石榴石濾波器

主條目:石榴石濾波器

另外一種實現(xiàn)從 800MHz 到 5GHz 微波頻率濾波的方法是使用一個釔和鐵化合作用制造的單晶釔鐵石榴石球(YIGF或者釔鐵石榴石濾波器)。石榴石位於電晶體驅(qū)動的金屬帶上，一個小型的環(huán)形天線連到球體頂端。電磁場將會改變石榴石允許通過的頻率。這種方法的一個優(yōu)點是能夠通過改變磁場強度在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整頻率。

原子濾波器

對於更高頻率和更高精度要求，需要使用原子震動。原子鐘使用銫激勵器作為超高 Q 濾波器穩(wěn)定主振蕩器。另外一個用於帶有微弱無線電訊號的高固定頻率場合的方法是使用紅寶石激勵器 tapped 延時線。