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浅析线性滤波器的两种实现方法

发布时间:2022-03-02      点击次数:105
  线性滤波器是移动相位与频率成比例的滤波器,因此不改变波形而引入一常数延迟。简单的说就是滤波器的相频响应对频率求导后,为一个常数。线性滤波器是一个混合相位的滤波器,它按照与频率成正比地对频率分量作时移。线性滤波器保证了通过该滤波器的各频率成分的延迟一致,从而保证信号不失真。
 
  线性滤波器主要有两种实现方法:外部均衡法和自均衡方法。
 
  外部均衡线性相位滤波器:
 
  外部均衡线性相位滤波器的设计思路是:在滤波器所在电路中连接一个相移均衡器,其相位特性与滤波器相反。插入的外部均衡器的群时延的起伏与滤波器带内起伏是相反的,二者抵消从而使整个系统的群时延平坦。耦合谐振器型外部群时延均衡器为单端口微波器件,它通过环形器或3dB定向耦合器与滤波器连接,用于改善滤波器的群时延特性。系统的总群时延等于滤波器的传输群时延与均衡器的反射群时延之和,如图1所示,其中(a)方案采用环形器将滤波器与相位均衡器相连,方案(b)是通过3d B混合耦合器将滤波器与相位均衡器相连。
 
  外部均衡线性相位滤波器的优点是相位均衡器可以制作成独立的微波元件与微波滤波器级联使用,也可以与滤波器集成在同一片介质基片上使用,可以分别单独设计和加工,在一定程度上便于性能的控制,降低了加工的难度。缺点是外接相位均衡器使得系统的体积增加很多,不利于系统的小型化集成。
 
  自均衡线性相位滤波器:
 
  自均衡线性相位滤波器就是利用交叉耦合在复平面的是实轴引入传输零点,从而在滤波器通带内产生平坦的群时延特性。因为谐振器间的耦合除相邻的直接耦合外,还存在非相邻谐振器间的交叉耦合,因此电路结构相对复杂,设计难度更大。但是自均衡设计方法的优点是集成度高,可以有效减小系统的体积。