以巴特沃斯型低通为例的滤波电路设计

1.滤波电路的的类型及各类型的优缺点。
1.1巴特沃斯型(butterworth)
优点:通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏。
缺点:阻频带衰减较缓。
1.2切比雪夫型(chebyshev)
优点:通频带内的频率响应曲线不如巴特沃斯平坦。
缺点:阻频带衰减较快。
1.3贝塞尔型(bessel)
优点:最大平坦的群延迟(线性相位响应)的线性过滤器,常用在音频天桥系统中。
2.滤波电路的设计(以巴特沃斯型低通为例)
滤波电路设计涉及两个参数:截止频率、阶数
举例:设计一个截至频率在75hz,到150hz衰减为30db的巴特沃斯型低通滤波器
步骤一:确定阶数,根据下图
根据公式:a = w1(最大衰减频率)/w2(截至频率)
a = 150hz/75hz = 2;
当a = 2,衰减倍数为30db,根据上图,得阶数为5阶。
步骤二:确定阶数的电路结构
二阶节 三阶节
根据步骤一算出的阶数:5 = 2 + 3 ;(假如4阶就是2 + 2)。
5阶就等于上图的二阶节与三阶节的拼接。
步骤三:确定参数
解归一化:①先确定r = z = 50k ;(频率低阻值大点,频率阻值小点)
②根据公式:fsf = 2π*f (f为截至频率)
fsf = 2π * 75 = 471
③确定电容:根据上图表中的数据
c1= 1.7530/(fsf*z) = 74 nf
c2= 1.3540/(fsf*z) = 57 nf
c3= 0.4214/(fsf*z) = 18 nf
c4= 3.2350/(fsf*z) = 137 nf
c5= 0.3090/(fsf*z) = 13 nf
最终结果,如下图:
multisim仿真结果:

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