LC滤波器设计与制作 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[日] 森荣二 著，薛培鼎 译

图书标签:

• LC滤波器
• 滤波器设计
• 电子电路
• 模拟电路
• 电路制作
• 电子工程
• 无线电技术
• DIY电子
• 信号处理
• 低通滤波器

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030165107

版次：1

商品编码：12284636

包装：平装

丛书名： 图解实用电子技术丛书

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：299

字数：293000

正文语种：中文

内容简介

　　《LC滤波器设计与制作》作为一本介绍LC滤波器设计和制作方法的实用性图书，内容包括了经典设计方法和现代设计方法，如定K型、m推演型、巴特沃思型、切比雪夫型、贝塞尔型、高斯型、逆切比雪夫型、椭圆函数型等低通、高通、带通、带阻滤波器及电容耦合谐振器型窄带滤波器。《LC滤波器设计与制作》中还详细介绍了对于实现滤波器有重要意义的元件值变换方法、匹配衰减器设计方法和电感线圈的设计、制作和测试方法。
　　《LC滤波器设计与制作》的特点是简明易懂、实用性强。即使是不具备电子技术专业知识的人，也能够利用《LC滤波器设计与制作》设计和制作出性能符合使用要求的LC滤波器。
　　《LC滤波器设计与制作》可作为信号处理、信息通信等相关领域的工程技术人员的参考书，也可供大专院校的师生参考使用。

作者简介

　　森荣二
　　1991年进入株式会社ADVANTEST从事频谱分析仪、网络分析仪的开发工作
　　1998年进入美国微冲公司（美国加利福尼亚州，现在的安立公司）作为高级设计工程师从事测定器用微波、毫米波的相关开发工作

内页插图

目录

第1章 滤波器的种类和特性
1．1 滤波器的种类和名称
1．2 理想滤波器的特性
1．3 实际滤波器的特性
1．4 函数型滤波器的特性
【专栏】本书中所涉及的数学运算

第2章 低通滤波器的经典法设计——定K型及m推演型LPF的设计和应用
2．1 定K型低通滤波器特性概述
2．2 依据归一化LPF来设计定K型滤波器
2．3 定K型归一化LPF的设计数据
2．4 m推演型低通滤波器
2．5 m推演型LPF的归一化设计数据及滤波器设计方法
2．6 m推演型滤波器与定K型滤波器的组合设计
2．7 利用m推演型改善匹配性的滤波器设计技术

第3章 巴特沃思型低通滤波器的设计——以其通带衰减特性平坦而闻名，且易于设计
3．1 巴特沃思型低通滤波器特性概述
3．2 依据归一化LPF来设计巴特沃思型低通滤波器
3．3 归一化巴特沃思型LPF的设计数据
3．4 巴特沃思型LPF的电路元件值计算

第4章 切比雪夫型低通滤波器的设计——以通带内允许特性起伏来换取截止特性陡峭
4．1 切比雪夫型低通滤波器特性概述
4．2 依据归一化LPF来设计切比雪夫型低通滤波器
4．3 归一化切比雪夫型LPF的设计数据

第5章 贝塞尔型低通滤波器的设计——通带内群延迟特性最平坦的滤波器
5．1 贝塞尔型低通滤波器特性概述
5．2 依据归一化LPF来设计贝塞尔型低通滤波器
5．3 归一化贝塞尔型LPF的设计数据

第6章 高斯型低通滤波器的设计——群延迟特性在通带内就开始缓慢变化的滤波器
6．1 高斯型低通滤波器特性概述
6．2 依据归一化LPF来设计高斯型低通滤波器
6．3 归一化高斯型LPF的设计数据

第7章 高通滤波器的设计方法——先把归一化LPF变换成归一化HPF，再求待设计HPF的元件值
7．1 依据定K型LPF的数据来设计高通滤波器
7．2 定K型HPF的特性
7．3 依据m推演型归一化LPF的数据来设计高通滤波器
7．4 依据巴特沃思型归一化LPF的数据来设计高通滤波器
7．5 巴特沃思型归一化HPF的设计数据
7．6 依据贝塞尔型归一化LPF的数据来设计高通滤波器
7．7 依据高斯型归一化LPF的数据来设计高通滤波器
7．8 高通滤波器设计中元件寄生电感的有效利用

第8章 带通滤波器的设计方法——先设计带宽与BPF相同的LPF，再进行元件变换而得BPF
8．1 依据定K型归一化LPF的数据来设计BPF
8．2 两种中心频率（几何中心频率和线性坐标中心频率）
8．3 BPF、特性与LPF特性的关系
8．4 BPF、的截止频率和陷波频率的计算
8．5 不同类型的BPF的特性比较

第9章 带阻滤波器的设计方法——先设计带宽与BRF相同的HPF，再进行元件变换而得BRF
9．1 依据定K型归一化LPF的数据来设计带阻滤波器
9．2 依据巴特沃思型归一化LPF的数据来设计带阻滤波器

第10章 变换滤波器构成元件值的方法——旨在使用适当参数的部件来实现滤波器特性
10．1 整备元件值的必要性
10．2 诺顿变换
10．3 π-T/T-π变换
10．4 变压器的使用
10．5 巴特莱特二等分定理
10．6 Ⅲ型基本电路单元的变换
10．7 利用回转器进行的电路变换
10．8 通过添加足够大耦合电容器的办法进行电路变换
附录A 为了使滤波器易于制作而常用的电路变换

第11章 电容耦合谐振器式带通滤波器的设计——适合于窄带滤波器设计
11．1 谐振器耦合式带通滤波器的设计方法
11．2 设计步骤的归纳
11．3 制作高频BPF时的一个重要问题

第12章 逆切比雪夫型LPF的设计——通带内最大平坦，阻带内有陷波点
12．1 阻带频率与阻带衰减量的关系
12．2 逆切比雪夫型LPF特性概述
12．3 归一化逆切比雪夫型LPF的设计数据

第13章 椭圆函数型LPF的设计——允许通带内和阻带内均有起伏，截止特性得以改善
13．1 椭圆函数型归一化LPF的设计数据
13．2 椭圆函数型LPF特性概述

第14章 匹配衰减器的设计和应用——为了准确地测得滤波器特性，必须进行阻抗匹配
14．1 特征阻抗变换器
14．2 T形阻抗变换器和丌形阻抗变换器
14．3 匹配衰减器的设计
14．4 归一化匹配衰减器及阻抗变换器

第15章 电感线圈的设计和制作方法——依据形状和导磁率求匝数
15．1 空芯线圈的设计和制作方法
15．2 环形磁芯线圈的设计和制作方法
15．3 磁芯骨架式可变线圈的设计和制作方法
15．4 空芯线圈的设计数据
附录B 谐振频率测试设备的制作
参考文献
设计示例和计算示例一览表

前言/序言

　　编写本书时，作者特别注重以下三点：
　　(1)只采用加减乘除、幂乘和开平方这样的简单运算，使得没有专业知识的人也能顺利地设计出LC滤波器，在设计之前预先知道其特性。
　　(2)尽可能多地给出一些设计实例和实验结果。
　　(3)充分发挥仿真工具的作用，使滤波器特性的说明尽量简单明了。
　　在市场上，已经有许多关于LC滤波器和滤波器理论方面的优秀著作，但这些著作在讲述滤波器设计问题时，大都涉及较深的数学知识，不免令人望而生畏。本书是作者对滤波器设计方面的内容做了精心研究之后编写的，因而利用本书所讲述的设计方法，既不必进行复杂运算，又能设计、制作出令人满意的LC滤波器。
　　．LC滤波器在难以使用运算放大器等器件的高频领域中起着极为重要的作用，但在设计高频LC滤波器的时候，经常会遇到这样的问题：按照理论计算辛辛苦苦设计出来的滤波器，一经实际测试，却发现其特性距离设计值相距甚远。当就这一问题去请教经验丰富的技术人员时，他们大都能一眼就看出问题所在，一语道破“那是寄生电感的影响”或“那是因为有寄生电容的缘故”。然而在多数情况下，这些寄生因素并不应该成为我们未能设计出实测特性与理论相符合的滤波器的辩解理由。
　　这一问题也是本书所重视的一个问题。实际上，上面所说的寄生电感和寄生电容总是存在的，它们所造成的滤波器实测特性与设计计算结果不一致的问题不可能彻底消除。本书将以测试实例为依据，对于什么样的参数会带来多大程度影响的问题作深入说明，并在此基础上给出最合适的实际装配方法。
　　在讲述带通滤波器(BPF)的各相关章节中，作者特意多安排了一些具体的设计实例，目的在于澄清关于带通滤波器设计方面的一些“讹传”，例如“宽带BPF难以实现”、“不能用高Q值的谐振电路来制作宽带BPF”、“想要加宽BPF的频带，就得把谐振电路的谐振频率按顺序排列在一起”等，这些说法其实都是不对的。
　　遗憾的是，不仅一些年轻的工程师常会说出上述错话，就连一些有经验的工程师，也有人会有这种错误的观点。如果本书能使更多的人对于BPF的设计问题和步骤有深刻理解，作者将感到非常荣幸。
　　书中虽然略去了滤波器理论方面的复杂数学公式，但对于实际制作滤波器时所需要的重要变换和实际装配方法则作了尽可能详细的介绍。如果这些内容能被年轻工程师和经验丰富的骨干工程师们作为“备用手册”来用，作者更感荣幸。
　　在本书出版之际，作者对为本书出版付出了很多心血的CQ出版株式会社的各位同仁表示衷心的感谢。
　　著者

《精密滤波器的奥秘：从理论到实践的深度探索》 在现代电子系统设计中，滤波器的作用至关重要，它如同信号的“守门员”，严格筛选所需信息，剔除干扰杂音，从而保证信号的纯净与系统的稳定运行。本书《精密滤波器的奥秘：从理论到实践的深度探索》旨在为读者提供一个全面且深入的滤波理论与实际应用知识体系，尤其侧重于高精度、高性能滤波器在复杂工程领域的设计与实现。本书并非局限于某一特定类型的滤波器，而是着眼于过滤技术的核心原理，并涵盖了从基础概念到前沿技术的广泛内容。 第一部分：滤波理论基石——透视信号的本质 任何精密的滤波设计都离不开对信号本质的深刻理解。本部分将从信号理论的基础出发，层层剥茧，引导读者建立扎实的理论根基。 信号的数学描述与频谱分析： 首先，我们将深入探讨连续时间信号和离散时间信号的数学表示方法，包括傅里叶级数、傅里叶变换及其性质。通过对信号进行频谱分析，理解信号在频域的分布特征，这是设计滤波器频率响应的关键。读者将学会如何通过频谱图识别信号的主要成分、谐波以及噪声，为后续的滤波器设计提供直观依据。 线性时不变（LTI）系统理论： 滤波器本质上是一种LTI系统。本部分将详细阐述LTI系统的核心概念，包括卷积定理、系统函数（传递函数）以及冲击响应。理解系统函数如何表征一个LTI系统的频率选择性是设计滤波器的关键。我们将通过具体的例子，演示如何通过系统函数预测和分析滤波器的行为。 滤波器分类与基本概念： 滤波器的分类繁多，本部分将系统梳理各类滤波器的基本定义和特性，包括低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的理想模型与实际逼近。同时，我们将引入诸如通带、阻带、截止频率、过渡带、衰减斜率、阶数等核心参数，为后续的滤波器设计提供量化指标。 模拟滤波器与数字滤波器的辨析： 深入分析模拟滤波器和数字滤波器在工作原理、实现方式、优缺点上的差异。理解模拟滤波器的电路实现（如RC、RLC、有源电路）以及数字滤波器基于采样定理和数字信号处理（DSP）的实现机制。本书将重点关注数字滤波器的设计方法，因为其在现代电子系统中占据主导地位。 第二部分：数字滤波器设计——从理想到现实的转化 数字滤波器的设计是本书的核心内容之一，我们将系统地介绍主流的数字滤波器设计方法，并结合实际应用需求进行深入分析。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器以其高效率而著称，可以用较低的阶数实现陡峭的频率选择性。本部分将详细讲解IIR滤波器设计的三种经典方法： 巴特沃斯（Butterworth）滤波器： 介绍其“最平坦”的通带特性，以及其传递函数的求解和系数计算。 切比雪夫（Chebyshev）滤波器（Type I & Type II）： 分析其在通带或阻带具有等波纹特性的设计思路，理解不同类型的切比雪夫滤波器在纹波与衰减方面的权衡。 椭圆（Elliptic）滤波器： 探讨其在通带和阻带均存在等波纹，能够以最低阶数实现最优的频率选择性，但也伴随着相位失真。 我们将提供详细的计算步骤和设计公式，并探讨如何利用计算机辅助设计（CAD）工具来简化设计过程。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器具有线性相位特性，这在许多对相位失真敏感的应用中尤为重要。本部分将重点介绍FIR滤波器设计的三种主流方法： 窗函数法（Windowing Method）： 讲解如何利用各种窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）截断理想滤波器冲激响应，并分析不同窗函数对滤波器频率响应和旁瓣的影响。 频率采样法（Frequency Sampling Method）： 介绍通过直接指定滤波器在特定频率点的幅度和相位响应来设计FIR滤波器的方法。 最优（Parks-McClellan）算法： 深入分析Parks-McClellan算法（也称Remez交换算法），理解其如何通过迭代逼近设计出最优的FIR滤波器，实现最优的幅度响应逼近。 同样，本书将提供详细的设计流程和示例，并强调FIR滤波器在相位线性度方面的优势。 滤波器性能评估与选择： 在掌握了多种滤波器设计方法后，如何根据具体应用需求选择合适的滤波器类型和参数是关键。本部分将指导读者如何从以下几个方面评估滤波器性能： 幅度响应： 分析滤波器的通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等。 相位响应： 重点分析FIR滤波器的线性相位特性，以及IIR滤波器的非线性相位特性及其影响。 延迟特性： 理解群延迟和相延迟的概念，以及它们对信号的影响。 计算复杂度： 评估不同滤波器类型和阶数所需的计算量，特别是在实时处理应用中。 通过对比分析，读者将能够根据信号特性、系统要求和资源限制，做出最优的滤波器设计决策。 第三部分：滤波器实际实现与工程考量——从理论到电路板 将理论设计转化为实际可工作的滤波器，需要考虑诸多工程细节。本部分将聚焦于滤波器的实际实现，包括硬件和软件方面的挑战。 数字滤波器硬件实现： DSP处理器与FPGA实现： 介绍如何在数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）等硬件平台上实现数字滤波器。分析不同硬件平台的特点、优缺点以及相应的开发工具和流程。 量化效应与数值精度： 深入探讨数字滤波过程中由于数值表示（定点与浮点）和运算所带来的量化误差、溢出等问题，以及如何通过合理的系数表示、算法优化来减小这些效应。 高速滤波器的设计与优化： 针对需要处理高速信号的应用，介绍流水线、并行处理等技术在滤波器设计中的应用，以提高处理速度和效率。 模拟滤波器实现与混叠现象： 有源与无源滤波器电路设计： 简要回顾模拟滤波器电路的基本设计原理，包括RC、RLC滤波器以及运算放大器构成的有源滤波器。 采样定理与混叠： 详细解释采样定理（Nyquist-Shannon采样定理），以及在进行模数（A/D）转换之前，如何使用抗混叠滤波器来防止高频分量在采样过程中被错误地表示为低频分量，造成混叠失真。 滤波器在实际系统中的应用案例： 通信系统： 在射频（RF）前端、基带信号处理中，滤波器用于抑制带外干扰、分离不同信道等。 音频处理： 音频均衡器、降噪算法等都离不开滤波器。 图像处理： 图像平滑、边缘检测等操作本质上也是一种空间滤波。 医疗设备： 生理信号（如心电图、脑电图）的滤波处理，去除伪迹，提取有用信息。 仪器仪表： 测量信号的降噪、信号提取等。 通过分析这些实际案例，读者将能更直观地理解滤波器设计在各个领域的应用价值和技术挑战。 第四部分：前沿技术与展望——未来的滤波之道 本部分将带领读者了解滤波器技术的前沿发展和未来趋势，激发对新技术的探索。 自适应滤波器： 介绍自适应滤波器的工作原理，即滤波器系数能根据输入信号的变化而自动调整，以适应时变的环境。重点讲解LMS（最小均方）算法及其变种，并探讨其在噪声消除、回声消除等领域的应用。 多率滤波器（Multirate Filters）： 讲解多率滤波器在信号采样率转换（升采样和降采样）中的作用，以及如何在不引入额外失真的情况下，高效地改变信号的采样率。 高级滤波器设计技术： 简要介绍如小波变换（Wavelet Transform）等与滤波相关的信号处理技术，它们能够提供比传统傅里叶变换更丰富的时间-频率信息，并应用于更复杂的信号分析和处理。 滤波器设计的未来趋势： 展望人工智能（AI）和机器学习（ML）在滤波器设计中的潜在应用，例如自动优化滤波器参数，或者基于数据驱动的滤波器设计方法。 本书特色： 理论与实践并重： 兼顾了滤波理论的深度讲解与实际工程应用的指导，力求理论联系实际。 系统性与全面性： 涵盖了数字滤波器设计的主流方法，并对模拟滤波器和相关工程考量也有所涉猎。 易于理解的阐述： 采用清晰的语言和循序渐进的讲解方式，适合不同背景的读者。 丰富的案例分析： 通过具体应用案例，帮助读者理解滤波器在真实世界中的作用。 面向工程的指导： 强调实际实现中的关键技术和需要注意的问题。 《精密滤波器的奥秘：从理论到实践的深度探索》是一本集滤波理论、设计方法、实现技巧于一体的综合性著作，旨在帮助工程师、研究人员和学生深入理解滤波器的核心原理，掌握高效的滤波器设计工具，并能够将所学知识成功应用于实际工程问题中，从而提升电子系统的性能和可靠性。无论您是初学者，还是希望深化滤波器知识的资深工程师，本书都将是您宝贵的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的气质，怎么说呢，就是那种一看就让人觉得“干货满满”的书。我个人是做电子产品开发工作的，平时接触滤波器设计的情况也比较多，但总觉得在一些细节处理上还有提升空间。所以我拿到这本书，第一反应就是想看看它有没有关于一些“高级”技巧的介绍，比如如何在高频环境下优化LC滤波器的性能，如何处理寄生参数对滤波效果的影响，或者是一些关于EMI抑制方面的具体解决方案。我希望这本书不仅仅是教你如何搭建一个基本的LC滤波器，而是能深入到更复杂的应用和更严苛的性能要求。如果能有关于不同滤波器的类型，比如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等，在选择和设计上的权衡和比较，那就更好了。我也会关注书中是否有提到一些最新的设计工具和仿真软件的应用，毕竟现在技术更新迭代很快，掌握这些工具能大大提高工作效率。总之，我期待这本书能给我带来一些新的启发和实用的技术支持，让我能把LC滤波器设计得更精妙、更高效。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格，从书名来看，我预想会是一种严谨而又不失学术性的风格。我是一名正在攻读电子信息工程专业的学生，而LC滤波器正是我们课程中的重要组成部分。我希望这本书能够为我提供更深入、更系统的理论知识，超越课本上简单的介绍。我期待书中能够详细阐述不同类型的LC滤波器（如低通、高通、带通、带阻）的设计原理、传递函数，以及如何通过选择不同的滤波器类型来满足特定的信号处理需求。我也会特别关注书中关于滤波器设计中的一些关键参数的计算和优化方法，比如截止频率、中心频率、带宽、阻带衰减等，以及如何在设计过程中考虑实际的元器件限制和非线性效应。如果书中能够提供一些高级主题，例如有源LC滤波器、开关电容滤波器，或者与其他滤波技术（如RC滤波器、有源滤波器）的比较分析，那对我来说将是极大的知识补充。总之，我希望这本书能成为我学习LC滤波器设计的“权威指南”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计确实吸引了我，那种简洁而又充满科技感的排版，让人一眼就能看出这是关于电子工程方面的专业书籍。我一直对电子元件的世界充满好奇，特别是那些看似简单却能解决实际问题的电路。LC滤波器，这个名字对我来说并不陌生，但深入了解它的设计和制作过程，却一直是我的一大愿望。我希望这本书能从最基础的原理讲起，比如电感和电容是如何工作的，它们在电路中扮演着怎样的角色，以及不同组合方式会产生怎样的滤波效果。我特别期待书中能有详细的公式推导和图示讲解，让我能够理解背后的数学模型和物理意义。同时，我也希望这本书能涵盖一些实际的应用场景，比如在音频设备、电源模块或者通信系统中，LC滤波器的具体设计思路和注意事项。如果书中能提供一些实际制作的案例，甚至是DIY教程，那将是我最大的惊喜。总而言之，这本书给我一种专业、严谨又不失实用性的感觉，是我探索LC滤波器世界的理想起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“LC滤波器设计与制作”本身就带着一种实践导向，让我这位喜欢动手实践的读者充满了期待。我一直认为，理论知识固然重要，但真正将理论转化为实际应用，才是衡量一本书价值的关键。所以我非常希望这本书能提供丰富的实例，从简单到复杂，展示LC滤波器的实际制作过程。例如，如果书中能提供一个关于制作一个能够滤除电源噪声的LC滤波器的小项目，详细列出所需的元器件清单、制作步骤，甚至包括焊接和调试的技巧，那将对我来说是极大的帮助。我也会关注书中是否会提及一些制作过程中可能遇到的问题，以及相应的解决方法，比如元件的参数误差、PCB布局的影响等等。如果书中能包含一些关于滤波器性能测试的方法和仪器介绍，那就更完美了。总而言之，我希望这本书能成为我手中一本活生生的“工具书”，指导我从零开始，成功地制作出我想要的LC滤波器。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧风格给我一种怀旧而又充满知识沉淀的感觉，仿佛翻开它就能穿越回那个电子技术蓬勃发展的黄金时代。我是一名电子技术爱好者，平时喜欢自己动手做一些小玩意，但一直对滤波器这类“幕后英雄”般的电路设计感到神秘。我希望能在这本书里找到关于LC滤波器基础知识的清晰讲解，比如电感和电容的物理特性，以及它们在交流电路中的行为。我渴望了解如何根据不同的应用需求，来计算和选择合适的电感和电容值，从而达到想要的滤波频率和衰减特性。书中如果能提供一些详细的电路图例，从最简单的低通、高通滤波器开始，逐步深入到带通、带阻滤波器，并附带一些计算公式和设计流程，那我一定会如获至宝。我尤其期待书中能够提及一些关于元器件选取的建议，比如在不同精度要求下，应该选择哪种类型的电感和电容，以及如何处理电感饱和和电容损耗等问题。总的来说，这本书让我对LC滤波器的“前世今生”充满探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

对于器件设计还是有帮助的。

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

很好