有源带通滤波器的设计要求指标
1.带宽要求:15Hz~35KHz
2.带外抑制比要求:>=-20dB/倍频程
方案的选择及流程
1.阶数的选择根据所需带外抑制比大于等于20dB/倍频程,我们选用了四阶带通滤波器,因为选用二阶时为:
选用三阶时为:
选用四阶时为:
此时可以满足要求带外抑制比≥20dB/倍频程
倍频程和10倍频程的选择:
对于滤波或运放放大倍数来讲是用dB来表示的。具体的公式是
A(w)=A0/(1+jw/w0),w0是滤波频率或运放的一个极点。
采用dB表示时是 20*log|A(w)|. A(w) 要取模,即A0/sqrt(1+w*w/(w0*w0)).
对于n倍频(靠近w0的频率不准确,n>0),w2=n*w1, w1>>w0.(开方中的1可忽略)则有:
A(w2)-A(w1) = 20*logA0-20*log(sqrt(w2*w2)/(w0*w0)) -20*logA0+20*log(sqrt(w1*w1)/(w0*w0))
= -10*log(w2*w2/(w1*w1) = -10*log(n*n)
这样对于两倍频,w2=2*w1,则此时下降是 -10*log4=-6.02dB 当w2=10*w1时 -10*log100=-20dB.
2.电路形式的选择由于我们所选的滤波器阶数n为偶数,所以我们选用n/2个二阶滤波器级联;
3.原理图仿真依原理图用Multisim 10.0进行仿真,使基本达标。我们用Protel99SE画出来的设计原理图:
下面是我们的仿真结果:
这幅图是我们在Multisim 10.0进行仿真时得到的波特图,其中给定
R9 = R10 = 8.2K
R13 = R14 = 8.2K
R4 = R12 = 4.7K
其它参数值如图所示,这也是我们组前期仿真过程中遗留下来的最不可原谅并且是最最核心的问题,在后面会对它做进一步说明。
下面是我们的仿真结果:
可以看到仿真出来的带宽已经非常宽了,上限频率很高,这与我们的初始仿真结果出现了很大的偏差。(初始仿真结果为:10.225Hz~61.743KHz)。
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