发布时间:2023-06-11
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滤波器(Filter)是无线通信、射频系统以及电子设备中的重要元器件,其主要作用是让需要的频率信号顺利通过,同时抑制或衰减不需要的频率成分,从而提高系统的信号质量。按照是否需要外部供电,滤波器可分为有源滤波器(Active Filter)和无源滤波器(Passive Filter)。这一分类方式与晶振类似:
有源器件:需要额定工作电源才能完成信号控制、放大或处理。
无源器件:无需独立供电,仅依靠输入信号即可完成相应功能。
有源滤波器(Active Filter)是在滤波网络中加入放大器件(如运算放大器、晶体管等)的电子滤波器。除了完成滤波功能之外,它还能对信号进行一定程度的放大,因此广泛应用于低频信号处理及精密电子系统。

有源滤波器通常由以下部分组成:运算放大器(Operational Amplifier)、电阻(R)、电容(C)、电源供电。在电力电子系统中,有源电力滤波器(APF)还能实时检测电网谐波,并产生大小相等、方向相反的补偿电流,从而抵消谐波,提高电能质量。
由于加入了放大电路,有源滤波器具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗,对前后级电路影响较小,适合信号调理和放大。不过,运算放大器自身也会带来一定噪声,因此需要采用低噪声器件,并优化PCB布局和供电设计,以降低系统噪声。此外,有源滤波器通常适用于中低频、小功率、小电流应用,不适合大功率、高频率场景。由于成本相对较高,有源滤波器主要应用于:
医疗电子设备
精密测试仪器
通信设备
实验室仪器
音频处理系统
工业控制系统
无源滤波器(Passive Filter)是不包含任何放大器件,仅利用无源元件实现频率选择功能的滤波器。它完全依靠元器件自身的阻抗特性完成滤波,因此无需额外供电。

无源滤波器主要由以下元件组成:电阻(R)、电容(C)、电感(L)、石英晶体(Crystal,晶体滤波器)。不同元件组合可实现低通、高通、带通、带阻等不同滤波特性。
由于没有运算放大器,无源滤波器具有以下特点:无需额外供电、可工作于更高频率、可承受更大的电流、电路结构简单、稳定性高、可靠性好。其噪声主要来源于电阻的热噪声,可通过合理的电路设计进一步降低。无源滤波器广泛应用于:
无线通信
射频系统
基站设备
电力系统
风力发电
天然气行业
钢铁与冶金行业
工业自动化设备
尤其是在射频通信领域,石英晶体滤波器因具有高Q值和优异的频率选择能力,被广泛应用于中频(IF)滤波。

在选购石英晶体滤波器时,工程师通常重点关注以下参数:
中心频率(Center Frequency):滤波器允许信号通过的中心工作频率。
通带宽度(Passband Width):允许信号通过的频率范围。
插入损耗(Insertion Loss):信号经过滤波器后的能量损失,越小越好。
带内波动(Ripple):通带内幅度变化情况,越小表示信号越平坦。
阻带宽度(Stopband):被抑制频率所在的范围。
阻带衰减(Stopband Attenuation):滤波器对无用信号的抑制能力。
此外,还可根据实际应用关注截止频率、带内驻波比(VSWR)、群时延(Group Delay)、相位线性度等指标。
随着电子产品不断向小型化、高集成度方向发展,传统由多个晶体组成的滤波器逐渐演变为单片石英晶体滤波器(Monolithic Crystal Filter,MCF)。MCF通过在同一块石英晶片上加工多个谐振单元,实现多个滤波极点(Pole)的集成,相比传统方案具有:
尺寸更小
一致性更高
可靠性更好
温度稳定性更优
更适合现代通信设备的小型化设计
因此,目前MCF已广泛应用于无线通信、专业对讲机、航空通信及工业通信设备等领域。
KOAN提供多种石英晶体滤波器产品,涵盖直插及贴片封装,可满足不同通信系统的设计需求。
- K49T系列采用49T直插封装,常用频率为10.7MHz。
- KU1、KU5系列采用UM-1、UM-5直插封装,常用频率包括21.4MHz、45MHz等。
- KQ系列采用7050贴片封装,可提供2极(2 Pole)及4极(4 Pole)产品,常见中心频率包括21.4MHz、21.7MHz、38.85MHz、44.85MHz、45MHz、46.35MHz、49.95MHz、50.85MHz、51.65MHz、58.05MHz等,适用于多种中频通信系统。
用
可根据中心频率、极点数量(Pole)、通带宽度(Bandwidth)等参数进行产品筛选,以快速匹配具体应用需求:
