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：