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1、现代电路理论滤 波 器 的 设 计 姓名：高振新 学号：114104000455 指导老师：孙建红滤波器的设计一滤波器简介1. 对输入信号中不同频率分量，实施不同的处理（增益、相移），就叫滤波器。2. 高通、低通、带通、带阻、陷波器等，不同频率增益不同，相移不同。3. 全通滤波器，对不同频率增益相同，但是相移不同。二低通滤波器 现代滤波器设计，多是采用滤波器变换的方法加以实现。主要是通过对低通原型滤波器进行频率变换与阻抗变换，来得到新的目标滤波器。理想的低通滤波器应该能使所有低于截止频率的信号无损通过，而所有高于截止频率的信号都应该被无限的衰减，从而在幅频特性曲线上呈现矩形，故而也称为矩形滤波
2、器。遗憾的是，如此理想的特性是无法实现的，所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。根据所选的逼近函数的不同，可以得到不同的响应。滤波器的通用表达公式为：其中分母中的n为阶数，三低通滤波器的设计3.1 设计之前需要确定什么？a. 高通还是低通？b. 阶数c. 截止频率fc，-3dB带宽d. Q值e. 每级的a ，bf. 同相还是反相，是否需要增益？3.2一阶低通滤波器:3.2.1.公式： 3.2.2.反相结构3.2.3 下面用Multisim设计一个一阶滤波器 设计参数，a=1，fc=1/2piR6C2=1590Hz根据上面反相结构的求解过程，设计出此滤波器，并用Multisim12.0
3、仿真，其仿真电路和波形如下： Multisim12.0仿真电路 一阶低通仿真波形3.3 二阶低通滤波器3.3.1 Sallen-Key结构二阶sk低通滤波器有俩个重要的功能，一是改变RC的数值可以调节滤波的截止频率：二是改变Ra和Rb的比值可调整电路的增益大小。结构如下：C1C21) 有4个独立的阻容器件。2）低频段增益为13）可以实现任意Q值。4）对电容选择没有必要性要求，容易选择设计一个二阶贝塞尔Q=0.58，截止频率为1000Hz的低通滤波器，低频增益=1.解：可知，频率为1000时，增益为0.707，特征频率处，增益为0.58.设计如下： 确定电路结构为单位增益sallen-key，f
4、c=1000. 经查表获得Q=0.58时，a=1.3617，b=0.618；C2=10/1000uF=10nF，电容系数为1.162=1.35；取C1C2/1.35，选取4.7nF。计算得R1=8.967k，R2=37.144k，取E96系列 8.87k，37.4k。 Multisim12.0仿真电路如下：用波特测试仪测得幅值和相位波形如下：3.3.2 MFB二阶滤低通波器MFB二阶低通设计要点：已知fc，Q，A0，设计满足要求的滤波器。1. 根据Q，查表确定a，b2. 选取C2=10/fc(uF)附近的E6系列电容。3. 选取 附近的E6系列电容。4.v 下面设计一个二阶MFB低通Multi
5、sim12.0仿真电路和波形如下：3. 4 高阶低通滤波器设计1.实现高阶滤波的基本方法; 一阶滤波器和二阶滤波器是组成高阶滤波器的基本单元。其公式如下：2. 5阶贝塞尔滤波器设计，要求A0=10，fc=500Hz贝塞尔滤波器1) 首先确定电路结果为如下结构：2) 查表确定各级系数3) 第一级10倍增益a=0.66564) 第二级1倍增益5) 第三极1倍增益 6) 全部电路和仿真波形：四结论通过各阶滤波器的比较，阶数越高，滤波器的效果越接近于窗口滤波器，但是结构响应更加复杂。一阶低通滤波电路由简单RC网络和运放构成，该电路具有滤波功能还有放大作用，带负载能力较强，但一阶有源低通滤波电路简单，幅频特性衰减斜率只有-20dB十倍频程，因此，在fo处附近选择性差，希望衰减斜率越陡越好，只有增加滤波器的阶数来实现。阶数越高，幅频特性曲线越接近理想滤波器。不同阶数滤波器的效果如下所示：
