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以巴特沃斯型低通为例的滤波电路设计

2020年06月26日 11:48 次阅读

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

以巴特沃斯型低通为例的滤波电路设计

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

以巴特沃斯型低通为例的滤波电路设计

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

以巴特沃斯型低通为例的滤波电路设计

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:

以巴特沃斯型低通为例的滤波电路设计

Multisim仿真结果:

以巴特沃斯型低通为例的滤波电路设计

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