巴特沃思(最大平坦)低通濾波器計算器
巴特沃思濾波器的通帶最平坦、沒有漣波。輸入階數、截止頻率與特性阻抗,立即算出兩種 LC 梯形電路的元件值,並畫出頻率響應,適合天線端、功放輸出的諧波抑制與 ADC 前端濾波。
通帶無漣波1–10 階Type 1(並聯電容先)/Type 2(串聯電感先)電容 pF・電感 nH
使用步驟
- 輸入階數 n(元件數量,1–10)。需要更陡的截止就提高階數。
- 輸入截止頻率 fc(MHz,−3 dB 點)與系統特性阻抗 Zo(一般 50 Ω)。
- 按計算,結果表會列出 Type 1 與 Type 2 兩種電路的電容(pF)與電感(nH)。
- 依電路圖選擇其中一種接法,選用最接近的標準元件值後實測調整。
原理與公式
巴特沃思(最大平坦)濾波器的原型元件值 gk 只與階數有關,再依截止頻率與阻抗換算成實際電容、電感:
gk = 2 · sin( (2k − 1)π / 2n ),k = 1 … n
ωc = 2π · fc
C = gk / (Zo · ωc) L = gk · Zo / ωc
ωc = 2π · fc
C = gk / (Zo · ωc) L = gk · Zo / ωc
Type 1 與 Type 2 怎麼選?
Type 1 以並聯電容開頭,電容數較多、電感較少,適合電感取得不易或要減少繞線的設計;Type 2 以串聯電感開頭,輸入端呈高阻抗,可抑制前級的高頻諧波。兩者頻率響應相同。
設計提示
常見問題 FAQ
- 巴特沃思與切比雪夫低通差在哪?
- 巴特沃思通帶完全平坦、相位較線性;切比雪夫允許通帶有漣波,換取同階數下更陡的截止。
- 階數要選幾階?
- 先看阻帶需要多少衰減:每多一階約多 20 dB/十倍頻。433 MHz 收發模組的諧波濾波常用 5 階。
- 算出的數值不是標準值怎麼辦?
- 選最接近的 E24 標準值,必要時以兩顆元件串並聯組合,再用網路分析儀量測 S21 微調。
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