在设计带通滤波器时,控制好传输零点(TZ)的位置可以使所设计的带通滤波器更经济,更有效。所谓的传输零点,是指什么？图1(a)中所示为5阶低通滤波器,它在低频衰减很小,超过截止频率,衰减迅速增加。但是仅仅当频率为无限大时,才没有信号传输。事实上,当频率为无限大时,各个电感器开路,而各个电容器都短路。这个滤波器在频率为无限大时,有5个传输零点。如图1(b)所示,5阶高通滤波器则在DC(直流)时,有5个传输零点。

应该注意的是,必须间隔安置电感器与电容器。如果我们想使用5个串联的电感器来建立5阶低通滤波器,那么,这相当于我们实际上只有一个电感器,它的电感是5个串联电感器电感值的总和,这不过是一个1阶滤波器而已。如果我们使用的元件都是的电容器,结果也是如此。美国的Cambell与德国Wegner,在1915年都发现了这个现象,即元件或者谐振器必须交叉间隔安置,这是滤波器理论的基础。

分析传输零点的数目对带通滤波器的影响,更为有趣。以普通的3阶带通滤波器为例,如图2(a)所示。在DC时,如图2(b)所示,串联的电感器,和并联的电容器将不起作用——它们可以从图中取消。在DC区域,一共有3个TZ。当频率为无限大时(c）,串联的电容器和并联的电感器将不起作用,可以从图中取消。在频率为无限大的区域,一共有3个TZ。

对于低通滤波器来说,在频率为无限大的区域内,TZ的数目决定了滤波器的选择性性能。对于带通滤波器来说,在DC区域的TZ数目决定了通带以下频率段的选择性;而在频率为无限大区域的TZ数目,则决定了通带以上频率段的选择性能。并不一定都要求DC区域与频率为无限大的区域,所具有的TZ数目相等。事实上,如果希望通带以上的频率段衰减的快一些,可以在无限大频率段,多安置一些TZ。请参阅图3所示的3阶带通滤波器。它有3个谐振器,并在顶部用电感偶合。它一共有6个TZ,其中一个在DC区域,5个在频率为无限大区域。

图4所示为带通滤波器。与前面所介绍的滤波器不同,这个滤波器在一定频率数值存在TZ,也就是说,它有一些TZ,既不在DC区域,也不在频率为无限大的区域。例如,C3与L2在103MHz频率谐振,在通带的上部产生一个凹槽(TZ)。同样,L3与C5在40MHz频率谐振,则在通带的下部产生一个TZ。

在设计普通带通滤波器和用电容器或电感器偶合的谐振滤波器时,通常使用预先设计好的低通滤波器,向带通滤波器转换的方式完成的。这些滤波器在DC区域的TZ数目,和在频率为无限大区域的TZ数目之间存在一定的比例。如果希望在有限频率范围内,在DC区域,或者在频率为无限大的区域内,任意安置TZ,那么在设计这样的滤波器时,就需要采用直接综合技术。■（珍花）