CÁC LOẠI BỘ LỌC HOẠT ĐỘNG

CÁC LOẠI BỘ LỌC HOẠT ĐỘNG

Bộ lọc Butterworth, Chebyshev, Bessel và Elliptic.

Về cơ bản có 4 loại bộ lọc hoạt động. Chúng là các bộ lọc butterworth, Chebyshev, Bessel và Elliptic.

Bộ lọc Butterworth:

Bộ lọc này còn được gọi là bộ lọc phẳng tối đa hoặc phẳng. Lớp bộ lọc này gần đúng với bộ lọc lý tưởng trong dải thông. Đường cong đáp ứng tần số của các loại bộ lọc khác nhau được thể hiện trong hình. Bộ lọc Butterworth có đáp ứng tần số biên độ cơ bản bằng phẳng cho đến tần số cắt. Độ sắc nét của đường cắt có thể được nhìn thấy trong hình. Cần lưu ý rằng cả ba bộ lọc đều đạt độ dốc cuộn -40 db/thập kỷ ở tần số lớn hơn nhiều so với tần số cắt. Mặc dù các bộ lọc Butterworth đạt được độ suy giảm mạnh nhất nhưng độ lệch pha của chúng dưới dạng hàm của tần số là phi tuyến tính. Nó có mức tăng đơn điệu giảm theo tần số trong vùng giới hạn và đáp ứng phẳng tối đa dưới tần số giới hạn, như minh họa trong hình. Bộ lọc Butterworth có đặc điểm ở đâu đó giữa bộ lọc Chebyshev và Bessel. Nó có độ cuộn vừa phải của váy và phản ứng pha hơi phi tuyến tính.

Đáp ứng tần số của bộ lọc Chebyshev và bộ lọc butterworth

Bộ lọc Chebyshev.

Nó còn được gọi là bộ lọc gợn bằng nhau. Nó cho ra mức cắt sắc nét hơn bộ lọc Butterworth trong dải thông. Cả hai bộ lọc Butterworth và Chebyshev đều thể hiện sự dịch pha lớn gần tần số cắt. Một hạn chế của bộ lọc Chebyshev là sự xuất hiện của mức khuếch đại cực đại và cực tiểu dưới tần số cắt. Độ gợn khuếch đại này, được biểu thị bằng db, là một tham số có thể điều chỉnh được trong thiết kế bộ lọc.

Tốc độ cuộn càng nhanh thì độ gợn sóng từ đỉnh đến đỉnh trong băng thông càng lớn. Đáp ứng pha rất phi tuyến tính ở vùng váy. Độ trễ không đồng đều của tần số dữ liệu trong băng thông gây ra hiện tượng méo xung nghiêm trọng và do đó làm tăng sai số ở các bộ giải điều chế hiện đại. Điều này có thể được khắc phục phần nào bằng cách tăng BW của bộ lọc sao cho vùng pha được mở rộng. Bộ lọc Chebyshev được sử dụng khi cần có độ cuộn rất sắc nét. Tuy nhiên, điều này đạt được phải trả giá bằng hiện tượng gợn sóng ở dải thông tần số thấp hơn.

Bộ lọc Bessel

Bộ lọc Bessel cung cấp các đặc tính pha lý tưởng với đáp ứng pha tuyến tính gần đúng cho đến tần số gần như cắt. Mặc dù nó có đáp ứng pha rất tuyến tính nhưng có độ dốc váy khá nhẹ, như thể hiện trong hình. Đối với các ứng dụng mà đặc tính pha là quan trọng, bộ lọc Bessel được sử dụng. Nó là bộ lọc dịch pha tối thiểu mặc dù đặc điểm ngưỡng của nó không sắc nét lắm. Nó rất phù hợp cho các ứng dụng xung.

Bộ lọc hình elip

Bộ lọc này có độ cuộn rõ nét nhất trong tất cả các bộ lọc trong vùng chuyển tiếp nhưng có gợn sóng ở cả vùng dải thông và dải dừng, như minh họa trong hình. Bộ lọc hình elip có thể được thiết kế để có độ suy giảm rất cao đối với các tần số nhất định trong dải dừng, giúp giảm độ suy giảm đối với các tần số khác trong dải dừng.