【技术】解析滤波器的形状因子和选择性

时间： 2023-03-23 来源：Knowles官网

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理想滤波器在其通带中有单位增益（0dB），在其阻带中增益为零（-∞dB）。在通带和阻带之间不会有不确定性，并且会渐近地从0dB过渡到-∞dB。它只会通过所需的频率，而不会从信号中增加或减少任何东西，就像一个非常离散和挑剔的管家一样，我们看不到它——只看到它对频率的完美管理。本文中KNOWLES将为大家介绍滤波器的形状因子和选择性。

遗憾的是，我们无法在现实世界中拥有完美的滤波器，因此我们做出妥协让步并接受了通带中的一些非单位增益（插入损耗和通带纹波）和阻带中的非零增益（有限的阻带衰减和阻带纹波）。此外，还需要理解和管理通带到阻带的过渡部分。对于给定的应用实例，这个过渡带可以是滤波器有实用意义的定义特征，并使用术语形状因子和选择性来讨论。

滤波器形状因子

通常形状因子的定义如图3所示（图3显示了仅添加过渡带的理想滤波器）和公式1

对于过渡频带特性，我们通常关心的是通带和阻带之间滚降的形状或陡度。通常形状因子的定义如图3所示（图3显示了仅添加过渡带的理想滤波器）和公式1。它被定义为两个级别的衰减，通常被认为是3dB衰减(通带)和给定的阻带衰减之间的比值。例如，我们可以用3dB定义通带，用60dB定义阻带，然后用公式1计算形状因子。理想的滤波器应该有一个统一的形状因子，但在物理上无法实现的情况下，我们会寻求最小的形状因子。作为参考，简单的RLC滤波器的形状因子可能在~3范围内，SAW滤波器的形状因子在~1.5范围内。

选择性

形状因子是相关术语选择性的一个常用品质因数。对于射频滤波器，选择性告诉我们过渡带将使用多少总带宽。过渡带越小，任何必要的保护带就越小，这样浪费的带宽就越少。选择性也是根据滤波器裙边的陡峭程度来讨论的，并且通常用给定偏移量的通带有多少dB的衰减值来表征。在这一点上，我们可以开始了解滤波器选择性在其适用于给定应用时是如何成为关键规范的，因为通常系统的传输和接收特性不仅是根据通带中的插入损耗给出的，而且是根据阻带中明确规定的衰减要求给出的。

滤波器的选择性既与滤波器的Q因子密切相关，也与滤波器的复杂度(就顺序而言)密切相关。

Q因子和选择性

滤波器的Q因子可以定义为

当我们减少滤波器带宽Q值的增加量时，滤波器裙边变得更陡峭，我们的滤波器变得更有选择性。带通滤波器的选择性随着Q值的增加而增加。

滤波器的顺序和选择性

滤波器设计中使用的谐振器的数量(n)定义了滤波器的阶数。

一般来说，我们可以用更高阶的滤波器设计更陡的裙边（“更陡峭的滤波器”），但代价是增加插入损耗和滤波器尺寸。

使用固有的高Q值滤波器技术有利于高选择性设计，因为Q值（以及随之而来的低插入损耗）可以与达到给定选择性目标所需的设计顺序相平衡。这就是为什么声波滤波器（例如SAW和BAW）在2GHz以下的频率上如此受欢迎——在这些频率上，在一个小封装中具有的声波的物理特性会导致非常高的Q值，因此在SAW和BAW表现良好的频率下具有优异的选择性。

接收机的选择性

在系统应用中，选择性是接收机区分不同频率信号的能力。

选择性通常表示为一个以dB为单位的比值，它将接收到的信号强度与不同频率的类似信号的强度进行比较。根据其他（不需要的）信号相对于想得到的信号的位置，以及正在讨论的标准类型，选择性可以理解为邻道抑制（ACR），邻道抑制（ACS），带内阻塞和带外阻塞。

接收机中对选择性的需求和可用滤波器的传输能力会强烈影响接收机结构。在接收机的射频级使用合适的滤波器可以获得选择性，但如果射频滤波器不能满足带宽和阻带衰减要求，另一种选择是对信号进行变换使频率变低，在中频级实现高选择性，例如在超外差接收机中那样。然而，这种方法需要图像抑制滤波器——因此，在射频中实现合理水平的选择性可以简化对体系结构的选择。事实上，接近于天线的足够高的选择性可以显著简化后级电子线路的调制解调部分。

在这篇关于形状因子和选择性的简短介绍中，我们已经看到了在现实世界中为什么需要量化滤波器偏离理想状态的情况，并且在过渡带中，常用的工具是形状因子和选择性。我们已经谈到了谐振器Q值和滤波器阶数（设计中谐振器的数量）如何影响过渡带中的滤波器性能。我们已经了解了选择性的概念如何扩展到影响接收器的性能和结构的复杂性，以及按照ACR和ACS等系统级技术指标来确定其性能如何。

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General and Technical Introduction SM EMI Filters Panel Mount EMI Filters Discoidals, Planar Arrays and Special Filters

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ARRAYS,X2Y集成无源元件,SFAJL5000471MX,SFBDC5000220ZC,SFSUC5000150ZC0,SFBDT5000102MX,SFCMC5000333MX,SFBCC5000102MX,SFJGL5000224MX,SBSGC5000102MX,SFCDC5000681MX,SFBLL5000333MX,SFABL5000102MX,SFKKC5000330ZC,SFBML5000100ZC,SFAKT1000104MX,SFBML5000151MC,SFJNL2K00331MC,SFBCL5000681MX,SFCML5000221MC,SFJGL2K00471MC,SFKKT5000103MX,SFJNL2K00682MX,SFJGL1K00223MX,SFSUC5000680MC0,SFABC2000683MX,SFJGL1K00683MX,SFAKT5000681MX,SFBMC5000102MX0,SFABC5000103MX,SFBCL1000104MX,SFLMC1000104MX,SFBCP5000442ZX,SFBDT5000333MX,SFJNL2K00222MX,SFJGC2000105MX,SFJGP5000944MX,SFAJC5000472MX,SFBCP5000200ZC,SFAAC,SFCMC5000104MX,SFSUC5000683MX0,SFBDL5000470ZC,SFBCC5000333MX,SFKKC5000152MX,SFKKT5000101MC,SFCML5000683MX,SBSGC5000333MX,SFBDP5001N36MX,SFBDP5000443MX,SFBDC5000100ZC,SFBMP5000302MX,SFBDT5000331MC,SFTMC5000470ZC,SFABL5000333MX,SFBDT5000222MX,SFCDL5000471MX,SFBDC5000151MC,SFBDP5000201MC,SBSGC5000222MX,SBSMP5000152MX,SFAJC5000221MC,SFJNL2K00102MC,SFKKT5000332MX,SFKBL5000470ZC,SFKKL5000220ZC,SFLMP0500304MX0,SFAJC1000104MX,SFBCL5000101MC,SFBLL5000331MC,SFJGC5000334MX,SFCDL,SFCDC5000101MC,SFABL5000682MX,SFAJL5000153MX,SFBDP5000663MX,SFJGC3K00151MC,SFCDP,SFCMC5000222MX,SFJGC2K00472MX,SFKKT5000223MX,SFBML5000153MX,SFBCC5000150ZC,SFJNC2K00103MX,SFBCC5000682MX,SFBLL5000222MX,SFCDC,SBSMC5000472MX,SFABL5000150ZC,SFBDT2000473MX,SFBMT2000683MX,SFBMC5000472MX,SFCDC5000332MX,SFLMT5000100ZC,SFBCL5000332MX,SFLMC5000101MC,SFCDL1000474MX,SFJNL1000155MX,SFTMC5000333MX,SFLML5000680MC,SFAAC5000100ZC,SFCDC5000683MX,SFBCC2000473MX,SFKKL5000100ZC,SFABL5000680MC,SFLML5000153MX,SFKKT5000681MX,SFKKL5000151MC,SFABC5000101MC,SFAAC5000151MC,SFKKT5000221MC,SFBCC5000680MC,SFABL2000473MX,SFJNC0500335MX,SFTMC5000150ZC,SFSUC5000223MX0,SFCDP5000942MX,SFAKL2000683MX,SFCDL5000153MX,SFUMC5000220ZC,SFABC5000332MX,SFAKL5000332MX,1206Y1000103MXTE07,SFLML2000473MX,SFLMT5000151MC,SFLMC5000221MC,SFBLC5000332MX,SFBLC2000683MX,SFDPP0500944MX0,SFSRC5000220ZC0,SFAAC5000471MX,SFCMC5000102MX,SFLMP5000942MX,SFBDP5000301MC,SFCMC2000224MX,SFBCL2000683MX,SFCML5000681MX,SFAJC5000681MX,SFAJL5000100ZC,SFBLL5000102MX,SFCML5000472MX,SFKKT1000104MX,SBSPP1000682MX,SFBCL5000221MC,SFBDT5000150ZC,SBSGC5000682MX,SFAJL5000151MC,SFCDC5000221MC,SFBCP5000202ZX,SFLMC5000223MX,SFBML5000220ZC,SFABC5000223MX,SFJGP1K0136NMX,SFBDP5000203MX,SFKKT2000683MX,SFAKC5000470ZC,SFLMC5000332MX,SFCMC5000150ZC,SFKBL5000682MX,SFAAC5000153MX,SBSMC1000224MX,SFBDC5000153MX,SFJNC2K00332MX,SFLMT5000220ZC,SFAKT5000472MX,SFBLL5000150ZC,SFJGL5000104MX,SFLML5000471MX,SFSTC5000101MC0,SFJGC2K00103MX,SFAJL5000331MC,SFTMC,E01,SFBCP1000443ZX,E03,SFAKC5000152MX,SFAAC2000473MX,SFCDL5000102MX,E07,SBSGP5000222MX,SFBMC5000681MX,SFBMT5000220ZC,SFUMC0500154MX,SFJGL2K00331MC,SFUMC5000680MC,SFAJL5000682MX,SFKBL5000222MX,SBSGP0500224MXB,SFAJL5000222MX,SFBMP2000943MX0,SFKBC5000103MX,SFAJC2000683MX,SFJGP2K00302MX,SFKBL5000331MC,SFCDC5000154MX,SFKKC5000470ZC,SFBCC5000471MX,SBSMP5000472MX,SFJGL2K00682MX,SFBLC5000220ZC,SFABL5000471MX,SFKBC5000223MX,SFCMC5000473MX,SBSMC5000683MX,SBSMC5000223MX,SFJNC2000105MX,SFLML5000220ZC,SFJGL2K00222MX,SFAKL5000220ZC,SFTMC5000330ZC,SFBMP5000442MX,SFCML0500684MX,SFLMT2000683MX,SFBLC5000151MC,SFKBL5000102MX,SBSPP1000222MX,SFSUC1000334MX0,SFTMC2000473MX,SFCMC,SFAKT5000152MX,SFBML0500154MX,SBSGC5000473MX,SFCDL5000222MX,SFCML,SFBML5000471MX,SFAAC5000220ZC,SFAJC5000330ZC,SBSGP5000102MX,SFBLL5000680MC,SFJNL5000154MX,SBSMC5000332MX,SFUMC5000101MC0,SFLML5000151MC,SFCMC5000680MC,SFBMC1000104MX,SFJGL0500335MX1,SFBLC5000681MX,SFAKT2000683MX,SFLMC5000103MX,SFKBL2000473MX,SFBMT1000104MX,SFCDL5000331MC,SFBCC5000102MX0,SFBDT5000470ZC,SFAKL5000100ZC,SFJGP2K00942MX,SFLMC2000683MX,SFLML5000100ZC,SFLMT5000103MX,SFBLP0500943ZX,SFJGC2K00332MX,SFAKL5000151MC,SFAKL5000681MX,SFBLC5000100ZC,SFBMP5000662MX,SFCML5000103MX,SFKBL5000333MX,SFBMP5000940ZC,SFUMC5000151MC,SBSGC5000153MX,SFSTC5000472MX0,SFBMC5000330ZC,SFSTC5000102MX0,SFAJL0500154MX,SFKBL5000150ZC,SFKBC5000221MC,SBSPP1000102MX,SFBCL5000472MX,SFCMC5000331MC,SFBDT5000102MX0,SFUMC5000100ZC,SFCDL5000680MC,SFJGC0500335MX,SFAKL5000472MX,SFKBC5000101MC,SFBMT5000153MX,SFSUC5000332MX0,SFABL,SFBLC5000472MX,SFCDC5000472MX,SFBCP5000941ZX,SFBDL5000330ZC,SFBCL5000152MX,SFCDC5000152MX,SFABC,SFCDP5000302MX,SFAKL1000104MX1,SFJGC2K00681MC,SFBMT5000100ZC,SBSMC2000154MX,SBSMP2000104MX,SBSGP0500224MX,SFJNL1K00153MX,SFSRC0500473ZX0,SFAJL2000683MX1,SFBLC5000153MX,SFJGP2000205MX,SFBDP5000661MC,SFAKL5000153MX,SFJGL2K00102MC,SFKKL2000683MX,SFCDL5000682MX,SFBMP50013N6MX,SFBMT5000151MC,SFCML5000332MX,SFCDL5000473MX,SFKBC5000332MX,SFBDL5000152MX,SFBLP2000203ZX,SBSMC5000103MX,SFBMP5000202MX,SFAKT5000330ZC,SFBLL0500154MX,SFJNC3000684MX,SFJGL1000225MX,SFBDC2000683MX,SFUMC5000471MX,SFCML5000101MC,SFSUC5000220ZC0,SFBML5000680MC,SFAJL5000680MC,SFBLL5000682MX,SFBMC5000152MX,SFAKC5000330ZC,SFCML5000223MX,SFSTC2000473MX0,SFBDP5000441MC,SFJGC1K00333MX,SFAJC5000152MX,SFUMC5000153MX,SFCMC5000682MX,SFJGP1K00943MX,SFBDC5000331MC,SFBDT5000330ZC,SFLMT2000473MX,SFBDC5000222MX,SFBDP5000941MX,SFCDP5000661MC,SFBCC5000151MC,SFCDP5000201MC,SFBCC5000100ZC,S,医学,CIVIL AVIATION,汽车,INDUSTRIAL,SPACE PROJECTS,AUTOMOTIVE,赛车运动,军事航空,DOWNHOLE,OIL,RAIL,民航,铁轨,WORLD RALLY,油,MEDICAL,MOTORSPORTS,空间项目,世界拉力赛,MILITARY AVIATION,工业,井下的

2022/8/25 - 选型指南 - v4 代理服务技术支持采购服务

B100MD2S 10GHz表面贴装带通滤波器

该资料介绍了Knowles Precision Devices公司生产的10GHz表面贴装带通滤波器B100MD2S。该滤波器采用低损耗温度稳定材料，具有小型化、全屏蔽、宽温度范围工作特性，适用于多种频率带，提供高度可重复的性能。

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July 2024 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

Knowles使用稳定的高Q值陶瓷来开发体积小、选择性高的陶瓷腔体低损耗带通滤波器

Knowles使用稳定的高Q值陶瓷来开发体积小、选择性高的陶瓷腔体低损耗带通滤波器。典型陶瓷腔体滤波器比使用波导技术设计的滤波器小30倍。通过多端口实现，Knowles可以创建一个非常小、稳定的滤波器，具有宽阻带性能，没有杂散模式。

2023-02-07 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

B100JB5S 10GHz表面贴装带通滤波器

该资料介绍了Knowles Precision Devices公司生产的10GHz表面贴装带通滤波器B100JB5S。该滤波器采用低损耗温度稳定材料，具有小型化、全屏蔽、温度稳定性好等特点，适用于多种频率范围，提供高度可重复的性能。

KNOWLES - SURFACE MOUNT BANDPASS FILTER,NARROW BANDWIDTH LOW LOSS CATALOG FILTER,表面安装带通滤波器,窄带低损耗目录滤波器,B100JB5S-T,B100JB5S

July 2024 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

H160xHxS 16.0GHz表面贴装高通滤波器

该资料介绍了Knowles Precision Devices公司生产的16.0GHz表面贴装高通滤波器H160XHXS。该滤波器采用高介电陶瓷材料，具有小型化设计、全屏蔽组件和温度稳定性等特点。它适用于高频衰减应用，提供多种频率选择。

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Feb 2024 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

什么是直流母线支撑滤波器？

要使电力电子系统高效运行，必须在直流母线上使用大型电容器。这些电容器通常是铝电解电容器和薄膜电容器，因为它们具有高电容值，适用于储能。本文中Knowles将为大家详细解析什么是直流母线支撑滤波器，并介绍该类电容器的功能和特性。

2023-12-28 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

滤波器和谐振器REACH合规声明（800631）

Knowles Precision Devices作为电子元器件的领先供应商，支持欧洲REACH法规和行业客户的要求。公司产品符合REACH法规附件XVII中列出的限制物质，包括铅及其化合物。部分产品含有SVHC铅，浓度超过0.1% w/w。公司提供符合REACH法规的滤波器，并可根据客户需求提供。

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February 22, 2024 - 测试报告 - Rev F 代理服务技术支持采购服务

N012ME9S 1.227 GHz表面贴装陷波滤波器

本资料介绍了Knowles公司的一款名为N012ME9S的表面贴装带隙滤波器。该滤波器适用于L2波段GPS，采用低损耗温度稳定的材料制造，具有小型化设计，并保证在温度变化下性能稳定。

KNOWLES - 表面贴装陷波滤波器,SURFACE MOUNT NOTCH FILTER,SURFACE MOUNTABLE CATALOG NOTCH FILTERS,表面贴装目录陷波滤波器,N012ME9S

March 2019 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

B096QC2S 9.6GHz表面贴装带通滤波器

该资料介绍了Knowles Precision Devices公司的一款9.6GHz表面贴装带通滤波器（型号B096QC2S）。这款滤波器采用低损耗温度稳定材料制造，具有小型化、全屏蔽组件和良好的温度稳定性。其规格涵盖了插入损耗、反射损耗、边带抑制等重要参数，适用于多种频率范围。

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July 2023 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

B192NB2S 19.2GHz表面贴装带通滤波器

该资料介绍了Knowles Precision Devices公司生产的19.2GHz表面贴装带通滤波器B192NB2S。该滤波器采用低损耗温度稳定材料制造，具有小型化设计和高重复性性能。其主要特性包括小尺寸、全屏蔽组件、焊盘表面安装包装、MSL1级防潮等级、频率稳定性以及宽工作温度范围（-55°C至+125°C）。此外，还提供了插入损耗、反射损耗、边带抑制比等电气规格。

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May 2024 - 数据手册代理服务技术支持采购服务