無源濾波器為什么能濾波？

濾波器能夠濾波的本質(zhì)是利用構(gòu)造特定的阻抗特性引起反射和損耗來實現(xiàn)對頻率的選擇。

如果從能量守恒的角度來講，被抑制掉的信號去哪里了？

我們先看一下基本電路原理，上圖中，負載接收的功率為

我們知道，最大功率傳輸條件是，源和負載滿足共軛匹配。

當源阻抗選為純電阻50歐時，負載也得為50歐，它才能吸收最大的功率。

負載阻抗與源阻抗相差越大，能量反射回到源的比例越大，負載吸收功率越少。

怎樣衡量兩阻抗差異程度呢，我們回顧一下電磁場與波，電磁波從媒質(zhì)1垂直入射到媒質(zhì)2，會出現(xiàn)透射與反射的現(xiàn)象。 反射系數(shù)模值越大，反射能量越多。

如果在源和負載之間插入一個無源無耗二端口網(wǎng)絡，使得我們從源向右看去的阻抗，在通帶等于50歐，而阻帶與50歐相差很大（即反射系數(shù)很大），這個網(wǎng)絡就有了濾波性能。

所以說濾波器在某種程度上可以看作一個阻抗變換器。

舉個例子說明，在AWR中，查看上圖電路的阻抗實部虛部

取源電阻50歐，查看反射系數(shù)（S11）、負載與源功率比（Pratio），有

通帶內(nèi)，實部接近50歐，虛部趨于零，也就是負載阻抗接近于源阻抗； 反射系數(shù)模值趨于零（匹配，全透射），功率傳輸接近50%。

阻帶內(nèi)，實部接近于零，虛部很大，類似一個純電抗元件，儲能而不耗能； 反射系數(shù)模值很大，接近于1（全反射），功率傳輸基本為零。

這也就解釋了為什么濾波器在通帶內(nèi)傳輸功率，而在阻帶內(nèi)抑制功率的頻率選擇特性了。

審核編輯：湯梓紅