目前濾波器的分析和設(shè)計(jì)方法有兩種：一是影像參數(shù)分析法，二是工作參數(shù)分析法（又稱綜合法）。前者設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于掌握，但這種濾波器的實(shí)測(cè)濾波特性與理論上的預(yù)定特性差別較大，在通帶內(nèi)又不能取得良好阻抗匹配，很難滿足對(duì)濾波特性精度高的要求；后者是以網(wǎng)絡(luò)綜合理論為基礎(chǔ)的分析方法，它選區(qū)找出與理想濾波特性相近似的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，然后根據(jù)綜合方法實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，由這種方法設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器，實(shí)測(cè)的濾波特性與理論預(yù)定特性十分接近，所以適合于高精度的濾波器設(shè)計(jì)要求。

　　低通濾波器容許低頻信號(hào)通過(guò)， 但減弱（或減少）頻率高於截止頻率的信號(hào)的通過(guò)。

　　高通濾波器容許高頻信號(hào)通過(guò)， 但減弱（或減少）頻率低于於截止頻率的信號(hào)的通過(guò)。

　　帶通濾波器容許一定頻率范圍信號(hào)通過(guò)， 但減弱（或減少）頻率低于於下限截止頻率和高于上限截止頻率的信號(hào)的通過(guò)。

　　帶阻濾波器減弱（或減少）一定頻率范圍信號(hào)， 但容許頻率低于於下限截止頻率和高于上限截止頻率的信號(hào)的通過(guò)。

　　在說(shuō)帶通濾波器之前，先說(shuō)說(shuō)我對(duì)于濾波器的一些基本的認(rèn)識(shí)，首先濾波器按照處理信號(hào)類(lèi)型分類(lèi)有模擬濾波器和離散濾波器，而我們常用的模擬濾波器又分為有源濾波器和無(wú)源濾波器。無(wú)源濾波器就是無(wú)源器件組成的濾波器，一般都是RC和LC等分立元件構(gòu)成。常用的無(wú)源濾波器有貝塞爾濾波器、巴特沃斯濾波器、切爾雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器等等。而有源濾波器則是有源器件構(gòu)成的，常用的有源器件有運(yùn)放。按照頻率通帶來(lái)分有低通、高通、帶通、帶阻、全通濾波器。下面我就開(kāi)始介紹一下有源帶通濾波器，如下圖所示：

　　首先，我先說(shuō)一下壓控電壓源二階帶通濾波器，關(guān)于帶通濾波器，我們需要知道的幾個(gè)重要參數(shù)：中心頻率f0或者中心角頻率W0、通帶帶寬BW、中心頻率的放大倍數(shù)Auo和品質(zhì)因素Q。其中按照?qǐng)D1中的原理圖，通過(guò)查閱相關(guān)資料可得到這幾個(gè)參數(shù)的計(jì)算公式如下：

　　同理，無(wú)限增益多路負(fù)反饋有源二階帶通濾波器的參數(shù)計(jì)算公式如下：

　　但是，我在按照如上的電路分別對(duì)壓控電壓源二階帶通濾波器和無(wú)限增益多路負(fù)反饋有源二階帶通濾波器進(jìn)行的調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)按照如上的公式計(jì)算出來(lái)的參數(shù)在電路板上得到的結(jié)果大部分并不相同，有時(shí)候會(huì)相差很大的結(jié)果。也許有人會(huì)說(shuō)，先對(duì)計(jì)算好的電路用multisim進(jìn)行仿真，仿真過(guò)了就把參數(shù)焊接到電路板上。其實(shí)我也這樣試過(guò)，但是這樣做得到的結(jié)果和在電路板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果也是不一樣的。我在調(diào)試的過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，同樣的參數(shù)移植到不同的放大器的時(shí)候，得到的結(jié)果也不一樣。還有就是當(dāng)同一款放大器和相同的一組參數(shù)，如果放大器的供電不一樣的時(shí)候，比如說(shuō)我給TLE2142正負(fù)12V和+12，+6這兩種供電方式得到的結(jié)果也是不一樣的。

　　因此，我得到的結(jié)論是：理論上的計(jì)算和電路的仿真都是在理想情況下得到的，我們?cè)谧鰧?shí)物的時(shí)候不能完成按照理論上的東西照搬。因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中的情況是比較復(fù)雜的，至于為什么計(jì)算和仿真得到的參數(shù)，搬到電路板上為什么不能夠得到結(jié)論，我個(gè)人覺(jué)得有兩個(gè)原因：一個(gè)就是PCB板上本身就帶有寄生電容、電感和分布電容，雖然這些值很小，但是有可能會(huì)影響到電路的結(jié)論；第二就是放大器，由于不同的放大器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是不同的，因此在用不同的放大器的時(shí)候，有可能會(huì)影響到放大器外圍的電路參數(shù)。

　　下面我就介紹一下我對(duì)于兩種帶通濾波器調(diào)試得到的結(jié)果：

　　首先是壓控電壓源二階帶通濾波器，我用的放大器型號(hào)是TLE2142I，因?yàn)楦鞣N原因有很多組參數(shù)都沒(méi)有保存并且記錄下來(lái)，只是記錄了如下圖3所示的這組參數(shù)，這組參數(shù)的中心頻率是58KHZ，放大倍數(shù)為14倍。在調(diào)試的時(shí)候我發(fā)現(xiàn)改變R17、R12和R19的阻值可以改變帶通濾波器的中心頻率，改變R14和R9的阻值可以改變帶通濾波器的帶寬且R9的阻值不可以大于R14的兩倍。如果阻值大于兩倍，則帶通濾波器將失去濾波的作用。這個(gè)結(jié)論和理論計(jì)算上得到的公式相吻合。

　　下面則是無(wú)限增益帶通濾波器的原理圖，我使用的放大器型號(hào)是SA5532。在調(diào)試這個(gè)電路的時(shí)候我發(fā)現(xiàn)減小C503可抬升中心頻率的值，反之減小中心頻率，減小C504也可抬升中心頻率，反之可減小中心頻率。這個(gè)結(jié)論和理論計(jì)算上得到的公式相吻合。

　　注：圖4中Vref為放大器參考電壓，其值為6V。

　　下面是我調(diào)試無(wú)限增益帶通濾波器圖4得到的參數(shù)。

　　總之，理論上計(jì)算出來(lái)的公式大體上每一個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的關(guān)系（正比或者反比關(guān)系）是對(duì)的，但是計(jì)算出來(lái)的數(shù)值和現(xiàn)實(shí)調(diào)試得到的結(jié)果是不一樣的。還有就是關(guān)于multisim的仿真，大部分仿真得到的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)調(diào)試得到結(jié)果也是不一樣。因此，我個(gè)人覺(jué)得對(duì)于理論上東西，我們只需做一個(gè)參考就可以了，沒(méi)有必要一味地對(duì)理論鉆牛角尖，自己動(dòng)手得到的結(jié)果才是王道。

　　其實(shí)這個(gè)帶通濾波器是我用在超聲波測(cè)距上用的，主要是對(duì)58KHZ的超聲波回波信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，然后對(duì)其進(jìn)行檢波，最后由單片機(jī)檢波出來(lái)的信號(hào)進(jìn)行AD采集，從而由單片機(jī)計(jì)算出距離。我在這里寫(xiě)這篇文章的目的是為了讓自己記得曾經(jīng)花時(shí)間了解過(guò)這方面的知識(shí)，并且為之付出過(guò)努力，以至于使自己不要忘記。