基于DDS的椭圆函数低通滤波器的设计
椭圆函数低通滤波器的设计浅析
椭圆函数低通滤波器的设计浅析
直接数字频率合成（DDS）技术是20世纪70年代以来推出的一种频率合成法。
随着数字集成电路和微电子技术发展，DDS技术已广泛应用于电子、通信、雷达等领域。
DDS是通过改变频率控制字来改变相位累加器的相位累加速度，在固定时钟的控制下取样得到相位值，由相位幅度转换得到相位值对应的幅度序列，该幅度序列再通过数模转换及低通滤波后得到模拟的正弦波输出。
由于DDS自身的结构特点，其输出信号中含有大量的杂散谱线，产生杂散的主要原因：1）相位截断误差效应；2）存放ROM中的正弦波幅度量化误差；3）D／A转换器的非理想特性。
在整个DDS的实现过程中，低通滤波器除了滤除上述的高频信号以外还有去除杂散的作用，因此，低通滤波器的滤波特性的好坏直接影响整个DDS的技术指标。
1 低通滤波器
理想的滤波电路通带内具有最大幅值和线性相移，阻带内幅值为零，但是实际滤波电路往往难以达到理想特性，设计时只能根据具体需要，寻求最佳方案，得到近似理想的滤波电路。
滤波器可以分为模拟和数字滤波器，模拟滤波器又可以分为无源和有源两种。
一个滤波器是用一组输入输出对儿或激。
DDS信号发生器中椭圆低通滤波器的设计
满 足 ， ＝Ｍ ・ （ ｎ Ｆ ／２ Ⅳ为 相 位 累 加 器
位 数 ）。
由 奈 奎 斯 特 采 样 定 理 ，输 出 信
雪 夫 滤 波 器 、椭 圆 函 数 滤 波 器 。
（ Ｆ ）的 ５０ （ 论 值 ），但 是 考 虑 ％ 理
时 衰 减 单 调 增 大 ，缺 点 是 从 通 带 到
阻 带 的 过 渡 带 最 宽 ，对 于 带 外 干 扰
时 钟 的 控 制 下 取 样 得 到 相 位 值 ， 由 相 位 幅 度 转 换 得 到 相 位 值 对 应 的 幅 度 序 列 ； 幅 度 序 列 ，再 通 过 数 模 该
研 究 表 明 ：其 幅 频 特 性 好 ，具 有 快 速 的 衰 减 性 。
关 键 词 ＤＳ； 通 滤 波 器 ； Ｄ Ｄ 低 Ｅ Ａ仿 真
：
：
中 图分 类号 ： ７ ３ 文 献标 识码 ： ＴＮ １ Ａ
文章 编号 ： ０ ３ ０ ０ ２ ｌ７ ０ — ０ ４ ０ １ ０ － １ ７（ Ｇ ） ５ ０ ０ — ２ ０
维普资讯
试 技 术 卷
Ｓｔ ＴｅｃｈｎｏＩ ｏｇｙ
●
● ●
●
●
●
１ ０ Ｈ 在 １ ５ Ｈ 处 的 衰 减 为 ６ ｄ ， 通 带 肉 纹 波 ， 于 ０． ｄ 。 过 Ｍ １ ｛ ｍ ０ １ 真 ２ Ｍ ｚ． ４Ｍ ｚ Ｏ Ｂ且 ｊ 、 ２ Ｂ 通 ｕｔ ｓ ２０ 仿
ｃｈａｒ ｔ ｉ ｉ ａｎｄ ｓｐｅｅｄｙ ａｔ ｅｎｕａｔ ｏｎ． ａｃ ｅｒｓｔ￣ ｔ ｌ
Ｋｃｙ Ｏｒ Ｗ ｄｓ＝ ＤＤＳ Ｌ ｏｗ— ａ ｓ ｅｌ ｌ ｉｅｒＥＤＡ ｍｕａｔ ｐ ｓ Ｉｐｔ ｆＩ ； ｉ ｃ ｔ ｓｉ ｌ ｉ （ ｏｎ Ｍｕｌｅｍ ２ ｔ ｉ ００１ ｉ ＇ ＣＬ ｎ Ｃ ｌ ｂｏｒ － １ Ｄｏｃｕｍ ｅｎｔｃｏｄ ｜１Ｎ７ ３ ｅ：Ａ Ａｒ ｉ ｅ Ｄ：１ ｏ － １ ７（０ ７ ０ — ０ ４ ０ ｔｃｌ Ｉ ｏ ３０ ２ ０ ）５０ ０ －２ ０
设计椭圆低通滤波器椭圆低通滤波器
设计椭圆低通滤波器椭圆低通滤波器滤波器设计实验(一)一．实验目的1、了解滤波器设计理论基础。
2、掌握滤波器设计软件Filter Solutions使用方法。
3、掌握无源滤波器设计及。
二．实验内容1、采用Filter Solutions设计LC 椭圆低通滤波器。
2、焊接电路并测试滤波器性能。
三．实验器材示波器、毫伏表、信号源、扫频仪。
四．实验原理（一）滤波器基本理论（二）滤波器设计方法（三）五．实验步骤1、采用Filter Solutions软件，如图1.2，对滤波器进行参数设计：filter Attributes 中设置滤波器的阶数为4、通频带频率为30KHz ，阻带截止频率为60KHz ，通带内最大起伏为1dB ；图1.2 Filter solutions 设计界面无源滤波器：1KHZ —19.2dB 27.0 KHZ —22.2dB 90 KHZ —36.0dB 60 KHZ —29.8dB滤波器设计实验(二)一．实验目的1、加深对滤波器设计参数的理解，提高滤波器性能指标。
2、熟练掌握Filter Solutions使用方法。
3、熟练掌握滤波器设计、焊接及性能测试方法。
实验内容1分别设计一个巴特沃兹、切比雪夫和椭圆有源低通滤波器。
要求截止频率为100kHz ，带外衰减不小于60dB/十倍频程，截止频率误差绝对值不大于2%,通带和阻带纹波尽可能小。
椭圆：实际测量：1 KHZ —99.14dB 97.5KHZ —12.1dB 300KHZ —46.1dB实际测量：—9.26dB 1KHZ —12.3dB 104KHZ —49.3dB 300KHZ实际测量：—9.31dB 1KHZ —12.3dB 104KHZ —44.1dB 300KHZ2、设计一个带通滤波器，阻带衰减：40dB ，中心频率：60kHZ ，通带宽度：10kHZ ，阻带宽度：60kHZ 。
实际测量： 60KHz ，0dB 66KHz ，-3.3dB 56KHz,-3.0dB3、设计一个低通滤波器，截止频率为500kHz ，带外衰减不小于40dB/十倍频程，截止频率误差绝对值不大于10%。
7阶椭圆型低通滤波器的设计及仿真
１ 滤波器 的分 类
滤波器可分 为 ：有源滤波器 和无源滤波器 ； 按其 特性又可分为 ：巴特沃思 （ 逼近 ）滤波器 、
切 比雪 夫 （ 逼 近 ）滤 波 器 、逆切 比雪 夫 型 、椭 圆 型滤波器和贝塞尔 （ 逼 近 ）滤波 器 等 。其 中 巴特
ａ ｃ ｈｉ ｅ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｒ ｅ ｄ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ＤＤＳ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌ ａ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ；ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ； ｌ ｏ ｗ－ ｐ ａ ｓ ｓ ｅ ｌ ｌ ｉ ｐ ｔ ｉ ｃ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ； Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ１ ０； ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ’
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ９ ４ ９ ２ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ０ ５
７ 阶椭圆型低通滤波器的设计及仿真木
王 涛 ，刘 洋 ，左 月明
（ １ ． 乌 兰察布职 业学院 机 电技术 系， 内蒙古集宁 ０ １ ２ ０ ０ ０ ；２ ． 山西农业 大学 工学院 ， 山西太谷 ０ ３ ０ ８ ０ １ ）
０引言 在Ｄ Ｄ Ｓ 信号发生器实现过程 中，由于 Ｄ Ｄ Ｓ自
身的结构特点 ，实际存在着 固有 的误差 ：相位截 断误差 、幅度量化误差 、Ｄ Ａ Ｃ 转换误差等导致其
兆 赫兹 ，所 以在 这 里选 用 Ｌ Ｃ无 源 滤 波 器 。在 本
信 号发生器 中，低通滤波器采用具有较窄过渡带
（ １ ． Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｗｕ ｌ ａ ｎ ｃ ｈ ａ ｂ ｕ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｊ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ０ １ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ．
毕业论文-基于椭圆函数的微波带通滤波器的设计(含外文翻译)
毕业论文-基于椭圆函数的微波带通滤波器的设计（含外文翻译）摘要近年来,由于无线通信技术的飞速发展,使电磁波频谱变得越来越拥挤，而在无线通信系统中，尤其是在接收机前端，带通滤波器性能的优劣直接影响到整个接收机性能的好坏。
因此，发展高性能，研究小型化的微波滤波器是当前非常受关注的议题。
本次基于椭圆函数的微波带通滤波器设计，首先，由要求的技术指标确定滤波器阶数；其次，通过已成熟的滤波器理论查表确定相应低通原型滤波器各元件的参数，并根据频率变换得到所需带通滤波器的电路模型；然后，借助微波电路设计的首选工程软件ADS2008对其原理图进行仿真，得到所设计的椭圆函数微波带通滤波器的21S 和11S 的数据显示图；最后通过分析数据图并不断优化设计方案以达到所设计的技术指标要求，并综合比较得到最佳的原理图及相应的元件值。
分析数据结果可得到所设计的滤波器达到了设计指标要求，表明设计设计方案可行。
关键词：椭圆函数；微波滤波器；ADSAbstractIn recent years, due to the rapid development of wireless communication technology, the electromagnetic spectrum is becoming increasingly congested. In the wireless communication system, especially in the front-end of the receiver band-pass, the performance quality of band-pass filter directly affect the performance of the receiver. Therefore, research for high-performance and miniaturized microwave filter is very popular currently.This article designs a microwave band-pass filter based on elliptic functions. Firstly, the filter order number are determined by the requirements of the technical indicators; Secondly, we look-up table to determine the parameters of the corresponding low-pass prototype filter through the mature theory of filter and according to the frequency conversion we get the circuit model of band-pass filter; Then, we simulate for its schematic by means of a microwave circuit design preferred engineering software ADS2008 and data 21S and 11S the elliptic function of the microwave band-pass filter design are shown in Figure; Finally, we analyze the data graph and optimize the design to meet the technical requirements of the design, and compare to get the best integrated schematic and the corresponding component values. The results obtained by analyzing data achieve the design requirements of designed filters and show that the design is feasible.Keywords: elliptic function; microwave filters; ADS目录第1章概论 (1)1.1 微波滤波器的研究意义 (1)1.2 微波滤波器的进展 (1)1.3 本文内容的安排 (3)第2章现代微波滤波器的设计基础 (4)2.1 基本的概念与技术指标 (4)2.2 微波网络的基本理论 (6)2.3 微波网络的参量 (6)2.3.1 转移参量（A参量） (7)2.3.2 阻抗参量（Z参量）和导纳参量（Y参量） (7)2.3.3 散射参量（S参量） (8)第3章椭圆函数滤波器综合 (10)3.1 椭圆函数滤波器的基本概念 (10)3.1.1 椭圆函数的定义 (10)3.1.2 椭圆函数滤波器的定义 (11)3.2 微波滤波器的设计方法概述 (11)3.3 归一化低通原型滤波器的一般概念 (11)3.3.1 一般低通原型滤波器的结构 (12)3.3.2 椭圆函数低通原型滤波器的结构 (12)3.4 频率变换 (14)3.4.1 由低通到高通的频率变换 (14)3.4.2 由低通到带阻的频率变换 (15)3.4.3 由低通到带通的频率变换 (15)3.5 耦合谐振器滤波器常用耦合矩阵 (16)3.5.1 环路方程 (17)3.5.2 节点方程 (19)第4章椭圆函数滤波器的设计及仿真 (21)4.1 椭圆函数带通滤波器的设计流程 (21)4.2 采用传统方法设计椭圆函数带通滤波器 (22)4.2.1 椭圆函数滤波器低通原型的确定 (22)4.2.2 椭圆函数带通滤波器电路的设计 (23)4.3 传统算法与ADS相结合设计 (26)4.3.1 椭圆函数带通滤波器阶数的确定 (26)4.3.2 椭圆函数带通滤波器电路图的设计 (26)4.4 扩大滤波器的阶数设计 (28)4.4.1 五阶椭圆带通滤波器的设计 (28)4.4.2 五阶椭圆函数带通滤波器的微调设计 (29)总结 (32)参考文献 (33)附录外文原文及翻译 (34)致谢 (69)第1章概论1.1 微波滤波器的研究意义在无线通信技术飞速发展的近几年来，滤波器作为一种二端口网络,具有让某些频率的信号顺利通过,而对另外一些频率的信号加以阻隔和衰减的频率选择特性，而目前在通信、雷达、广播、微波等领域，多频率工作应用越来越普遍,对分隔频率的要求也相应地提高了。
DDS中低通滤波器的设计
DDS中低通滤波器的设计（1）为什么要接滤波器（原创）技术分类：模拟设计 | 2009-01-11作者：tengjingshu: EDN ChinaEDN博客精华文章作者：tengjingshuDDS中低通滤波器的设计（1）为什么要接滤波器(原创)DDS概述直接数字式频率综合器DDS（Direct Digital Synthesizer），实际上是一种分频器：通过编程频率控制字来分频系统时钟（SYSTEM CLOCK）以产生所需要的频率。
DDS有两个突出的特点，一方面，DDS工作在数字域，一旦更新频率控制字，输出的频率就相应改变，其跳频速率高；另一方面，由于频率控制字的宽度宽（48bit或者更高），频率分辨率高。
DDS工作原理下图是DDS的内部结构图，它主要分成3部分：相位累加器，相位幅度转换，数模转换器（DAC）。
DDS的结构DDS的输出频率其中fc为DDS的输入时钟频率；M为频率控制字的值；N为相位累加器的位数。
DDS的频率分辨率DDS的频率分辨率为DDS的最高输出频率DDS遵循奈奎斯特(Nyquist)取样定律:即最高的输出频率是时钟频率的一半,即fo =fC/2。
实际中DDS的最高输出频率由允许输出的杂散水平决定,一般取值为fo ≤40% fC。
DDS输出杂散分布我们已经知道DDS是一个分频器，在提供一个系统主频的情况下，能够输出低于系统主频，分辨率为2^N的正弦波。
即，每一个主频周期，DAC都会输出一个点，而2^N / M 个点形成输出频率的一个周期。
这就相当于以系统时钟的频率对输出时钟进行采样，根据奈奎斯特定律，这就是为什么输出频率要低于系统时钟40%的原因。
下图为DDS在300M 主频，输出80M频率时的频谱。
点击看原图300M主频, 80M输出DDS频谱上图是理想情况下的DDS输出频谱，实际的DDS的输出还会有更多杂散，在下图可以看到，实际的频谱会有各种各样的杂散，我们随后会分析杂散的来源。
基于DDS的宽带线性调频源中椭圆低通滤波器设计
关 键词 ： Ｓ ＤＤ ；宽带 线性 调频 源 ；椭 圆低通 滤波 器 ； 散抑 制 杂 中图分 类号 ：Ｔ １ Ｎ７ ３ 文献 标 识码 ： Ａ
ｄ Ｂ截 止频率 为 １ ５Ｍ Ｈｚ 在 １ ６ＭＨｚ 的衰 减 为 ７ Ｂ， 且通带 内纹波小 于 ０ ２ｄ ２ 、 ４ 处 ０ｄ 并 ． Ｂ的的低通 滤波 器 。
１ 设计 要 求 与分 析
低 通滤 波器 的设 计 主要 从 两方 面加 以考 虑 ， 是 Ｄ 一 ＤＳ系 统 输 出信 号 的频 谱结 构 ； 二是 低 通 滤 波器 本 身
最 陡峭 的过渡 特性 ， 衰减 特性 优 异的 滤波器 可 以最大 可能 地保 留波形 中 的有用 频谱 ； 线性 相 位滤 波器 具有 最
收 稿 １ ：２ ０ ３期 ０ ５—１ ０—１ ；修 回 １ ：２ ０ １ ３期 ０ ６—０ —１ ６ ６
－
Ｉ二 二： 一 二
．
出 ０于２ｚ 电杂 基 构 见 几 所 。 输 围率１Ｍ ｚ时路散 幅 度 均很 小 ，１示 当 频 低 Ｍ 是～ ５Ｈ其 ，的 本 成 图 乎 不 影 响信 ２ ５， １ Ｈ
号 质量 ， 故可 采用一 个 低 通 滤波 器 来 对 所有 的 频 率分 量 进
行 滤波处 大 群延迟 便 下 降 。那 么根 据合 成孑 径雷 达 中宽带 线 性调 频源 输 出信 则 Ｌ
号 的频谱 特点 ， 要求 滤 波器有 平坦 的幅频 特性 和快速 的衰 减 率 。而于 通用 滤波 器来 说 ， 圆 函数 滤波 器具 有 椭
椭圆函数低通滤波器设计
椭圆函数低通滤波器设计引言椭圆函数低通滤波器是一种常用的滤波器，在信号处理中起着重要的作用。
它具有较为复杂的设计和计算方法，但可以实现较为精确的滤波效果。
本文将介绍椭圆函数低通滤波器的设计原理和步骤，并给出具体的实例。
设计原理椭圆函数低通滤波器的设计基于椭圆函数（或称Chebyshev函数）的性质。
椭圆函数具有特殊的振幅响应特性，可以实现更为陡峭的滤波特性。
在椭圆函数低通滤波器设计中，需要指定截止频率、通带波纹和阻带衰减等参数。
通过调整这些参数，可以灵活地设计出满足特定需求的低通滤波器。
设计步骤椭圆函数低通滤波器的设计步骤如下：1.确定滤波器的截止频率。
根据具体应用需求，选择适当的截止频率。
截止频率是指滤波器开始对信号进行衰减的频率。
2.确定通带波纹和阻带衰减。
通带波纹是指通过滤波器的信号波形的最大波动幅度，阻带衰减是指滤波器对截止频率之后的频率的衰减程度。
3.根据截止频率、通带波纹和阻带衰减等参数，计算滤波器的阶数。
阶数是指滤波器的阶数，即滤波器的复杂度。
较高的阶数可以实现更陡峭的滤波特性，但也会增加滤波器的计算和设计难度。
4.根据计算的阶数，使用椭圆函数逼近方法计算椭圆函数的极点和零点。
极点和零点是滤波器设计中重要的参数，它们的位置决定了滤波器的频率响应特性。
5.根据计算得到的极点和零点，构造椭圆函数低通滤波器的传递函数。
传递函数描述了滤波器的输入输出关系。
6.对传递函数进行归一化处理，以确保滤波器的增益在通带为1。
7.根据得到的传递函数，设计数字滤波器的巴特沃斯原型。
8.使用数字滤波器设计中的双线性变换方法将巴特沃斯原型转换为数字滤波器。
实例演示以一个实例来演示椭圆函数低通滤波器的设计过程。
假设我们需要设计一个截止频率为1 kHz，通带波纹为0.5 dB，阻带衰减为40 dB的椭圆函数低通滤波器。
根据设计步骤，首先确定截止频率为1 kHz。
然后根据通带波纹和阻带衰减，选择滤波器的阶数为4。
基于椭圆逼近算法的低通IIR滤波器设计与实现
e
l
l
i
t
i
c)滤 波 器 等。
p
其中巴特沃斯和切比雪夫滤波器均可以通过限制
椭圆滤波器的某些参数而得到。椭圆滤波器具有
通带和阻带等波 纹 幅 频 响 应 的 特 性,它 以 通 带 和
阻带的起伏为代价换取了更为陡峭的过渡带。对
于给定的阶数和 波 纹 要 求,椭 圆 滤 波 器 能 得 到 较
I
IR 滤
波器的阶数可 能 仅 为 FIR 滤 波 器 的 1/5~1/10,
因此更能够满足对视线角速率实时滤波的要求。
人们经过对滤 波 器 的 长 期 研 究,已 经 形 成 了
许多简单有效的逼近算法和精确的设计公式。目
前常用的I
IR 滤 波 器 有 巴 特 沃 斯(
Bu
t
t
e
rwo
r
t
h)、
切比雪夫(
为验证低通 I
IR 滤 波 器 设 计 方 法 的 可 行 性,
基于 Ma
t
l
ab 平台 进 行 设 计 仿 真 验 证 。 设 输 入
信号包含频率为 10 Hz 和 100 Hz 的 正 弦 波 以 及
[
6]
高斯白噪声,输入 信 号 的 时 域 及 频 域 特 征 分 别 如
图 2 和图 3 所示。
0
.0131
a2
0
.0131
a4
0
.0010
a6
b1
b2
b3
b4
b5
b6
-0
.0055
a1
-0
.0171
a3
0
.0055
DDS合成原理及低通滤波器的设计
上世纪六十年代， 相位反馈理论和模拟锁相技术的应用，产生了间接合成技术， 由 此引发了 频率合成理论的 第一次革命。 接模拟频率合成技术就是一个或多个基准 间 频率源， 通过谐波发生器、 混频、 分频等变换， 产生大量的谐波或组合频率， 然后用 锁相环（ Ｌ将频率锁定在某一谐波或组合频率上。 于锁相环相当于一个窄带跟踪 （ ） Ｐ Ｌ 由 滤波器， 可以 所以 很好地选择所需频率信号， 抑制杂散分量， 并且避免了使用大量滤 波器， 十分有利于集成化和小型化。 此外， 一个设计良 好的压控振荡器（Ｃ ） Ｖ Ｏ 具有高 的短期频率稳定性， 而标准频率源具有高的长期频率稳定度， 锁相环频率合成器将二 者结合在一起， 使得合成信号的 稳定度大大提高。 另外锁相环频率合成器还具有控制 方便、 体积较小、 较好的 性价比 等优点， 因此广泛地应用于同步跟踪、 信号提取、 解 调等雷达与通信系统中。不过由于锁相环存在捕获时间问题，其频率转换时间较长，
Ｖ ７３０ ６５３
南京理工大学硕士学位论文 基于 Ｄ Ｓ Ｄ 技术的多波形信号源设计
摘
要
直接数字频率合成 （ Ｄ ， ｃＤｇａＦ ｑｅ ｙ ｔ ｉ 是一种新的频率合成 Ｄ ＳＤｒ ｔ ｔ ｒ ｕｎ Ｓｎ ｓ） ｉ ｉ ｌ ｃ ｙ ｈ ｓ ｅ ｉ ｅ 方法， 是频率合成技术的一次革命， 随着数字集成电 路和微电子技术的发展， 直接数
上世纪后期提出的直接数字频率合成理论是频率合成史上的第二次革命。１７ ９１
年， 学者Ｊ ｉｎ ， ． ｄ ， ｏ 发表的关于 美国 ．ｅ ｅ Ｃ Ｒ ｅ Ｂ ｌ Ｔ ｒｙ ． ａ ｒ ． ｄ Ｍ Ｇ 直接数字 合成的 结果， 频率 研究 第一次提出了 Ｄ 的 念［， 于受当时 子 Ｄ Ｓ 概 ［ 但由 ２ ６ ］ 微电 技术和数字 信号处理技术的限 制，
dds信号发生器中椭圆低通滤波器的设计
dds信号发生器中椭圆低通滤波器的设计椭圆低通滤波器是一种常用的电路，它主要是通过一定的滤波器结构，其频率响应曲线呈椭圆形，来滤除信号中的高频部分，从而达到低通滤波的目的。
椭圆低通滤波器一般应用于DDS信号发生器，其目的是滤去DDS信号输出端的噪声信号，提高信号的整体质量。
二、椭圆低通滤波器的原理椭圆低通滤波器是一种电路，它具有两个独立的变压器，每个变压器的结构都是一个椭圆形的双张网络，椭圆的两个对称轴分别为半阻续时间ΔΩ和半通时间ΔΩ。
这两个变压器的输出相当于是两个标准正弦波的累加，当其频率超过半阻突时，输出的差分信号就会消失，频率超过半阻突时，就会形成椭圆形的低通滤波器特性曲线。
三、椭圆低通滤波器的设计1、变压器设计椭圆低通滤波器的设计主要由两个变压器组成，每个变压器的结构都是一个椭圆形的双张网络。
其中，椭圆的两个对称轴的大小分别是半阻续时间ΔΩ和半通时间ΔΩ。
半阻滞时间ΔΩ的计算公式：ΔΩ=√L1C1+L2C2半通时间ΔΩ的计算公式：ΔΩ=1/√L1C1+L2C2根据实际应用所需要的频率响应特性，确定椭圆低通滤波器的参数，然后根据上述公式来计算变压器的对称轴大小。
2、元件的选择在椭圆低通滤波器设计过程中，由于其结构的特殊性，元件的选择很关键，元件的选择有两方面：（1）电感L1和L2：因为电感要承担大的电流，所以要保证电感的抗污染性和加工性。
（2）电容C1和C2：因为滤波器的精度和效率的要求，所以选择的电容电荷要足以应付信号的幅度变化，同时要选择高精度的电阻来完成精确的滤波控制3、调试调试椭圆低通滤波器的有两种方法：（1）首先，可以通过测量其中每个元件的参数，然后确定其最佳参数值。
（2）其次，可以采用数字电路板设计，将椭圆低通滤波器结构图放入PCB设计软件中，然后设计实现其功能，最后将PCB设计文件打印出来，以进行实际测量。
这种方法适用于许多常见的电路设计，能够实现更高的精度调整。
四、结论以上就是椭圆低通滤波器的设计方法，它主要使用两个变压器，每个变压器的结构都是一个椭圆形的双张网络，椭圆的两个对称轴分别为半阻续时间ΔΩ和半通时间ΔΩ，以滤去DDS信号输出端的噪声信号，提高信号的整体质量。
椭圆函数低通滤波器的设计
第25卷 第4期Vol.25 No.4 新乡学院学报(自然科学版)Journal of Xinxiang University (Natural Science Edition )2008年12月Dec.2008椭圆函数低通滤波器的设计3吴胜阳(新乡学院物理系,河南新乡453003)摘 要:介绍了椭圆函数低通滤波器的设计思想,给出了设计椭圆函数低通滤波器的具体步骤,在MA TL AB 软件的基础上设计了一个椭圆函数低通滤波器,并给出其在微带线上的实现方法。
关键词:椭圆函数;低通滤波器;MA TL AB ;微带线中图分类号:TN713+.4 文献标志码:A 文章编号:167423326(2008)0420018203Design of the Elliptic Function Low 2pass FilterWU Sheng 2yang(Physics Department ,Xinxiang University ,Xinxiang 453000,China )Abstract :The paper introduces the designing thoughts and operations of ellipse f unction low 2pass filter ,which de 2signs an ellipse f unction low 2pass filter based on the software of MA TL AB and provides the approach of realization on the micro strip line.K ey w ords :elliptic f unction ;low 2pass filter ;MA TL AB ;micro strip line0引言在最常用的巴特沃斯、切比雪夫、反切比雪夫和椭圆函数四种类型的滤波器中,在给定阶数和通带、阻带衰减要求的前提下,椭圆函数滤波器具有最窄的过渡带。
基于DDS的低通滤波器的设计与实现
基于 DDS 的低通滤波器的设计与实现
毛 敏，郑 珍，周 渭
（西安电子科技大学 信息处理研究所，陕西 西安 710071） 摘 要 基于 DDS 技术的基本原理，以设计低通滤波器为目的，采用 EDA 软件 Multisim2001 进行仿真，研 究了低通滤波器的设计方法，确定了低通滤波器的结构、阶数，并设计相关参数，得出了截至频率为 120MHz 的 7 阶的低通滤波器，其幅频特性好，具有快速的衰减性。 关键词 DDS；低通滤波器；EDA 仿真软件（Multisim2001） 中图分类号 TN713
Design of Low-pass Elliptic Filter on DDS
Mao Min, Zheng Zheng, Zhou Wei
(Institute of Information Processing, Xidian University, Xi′ an 710071, China ) Abstract The low-pass elliptic filter is designed on the primary principle of the direct digital synthesis technique using EDA simulation. The method for designing the low-pass elliptic filter is introduced. A 7th order low-pass elliptic filter with the cut-off frequency of Hz is attained. It has good phase frequency characteristic and speedy attenuation. Keywords DDS technique; low-pass elliptic filter; EDA simulation(Multisim2001)
椭圆低通滤波器设计仿真课程设计
摘要滤波器是自动控制、信号处理和通信领域重要组成部分，广泛运用各个系统中。
ADS（Advanced Design System）软件是安捷伦公司开发的电子设计自动化软件，功能强大，仿真手段丰富多样，并可对设计结果进行优化，是非常优秀的微波电路设计工具。
它的版面计算功能和建模功能，能够精确的对滤波器的匹配电路进行优化和计算。
本文是通过利用ADS自带的滤波器设计向导实现椭圆低通滤波器的设计，介绍了椭圆型滤波器的基本原理和设计理念，给出了基于ADS设计滤波器的基本步骤和怎么利用ADS对设计进行优化。
关键词：滤波器设计，ADS，仿真ABSTRACTFilter is an important part of automatic control, signal processing and communications, widely used in various systems. ADS (Advanced Design System) software is electronic design automation software developed by Agilent, powerful, means rich and diverse, and to optimize the design, it is a very nice microwave circuit design tools. Its layout calculation and modeling capabilities, able to accurately to optimize filter matching circuit and calculation. This is through the use of ADS's filter design guide implementation of elliptic low-pass filter design, introduces the basic principles and elliptic filter design concepts, design based on ADS filter is given the basic steps and how to use your ADS to optimize the designKey words: filter design, ADS,simulation目录第1章引言 (1)1.1背景和意义 (1)1.1 滤波器的发展前景 (1)1.2 滤波器的前景 (2)1.3 本次的主要任务 (2)第2章LC滤波器 (3)2.1滤波器的介绍 (3)2.2滤波器的分类 (3)2.3滤波器的主要参数（Definitions) (4)2.4滤波器的特性指标 (5)2.4.1特征频率 (5)2.4.2增益与衰耗 (6)2.4.3阻尼系数与品质因数 (6)2.4.4灵敏度 (6)2.4.5群时延函数 (6)2.5 LC滤波器的工作原理 (7)2.6二端口网络的意义 (9)2.6.1 S参数的意义 (9)2.6.2 S参数的意义 (11)第3章设计的理论基础 (13)3.1椭圆滤波器 (13)3.2椭圆滤波器的特点 (13)3.3低通滤波器 (14)3.4 椭圆低通滤波器的设计理论 (16)3.5设计计算 (16)第4章ADS的仿真 (20)4.1ADS软件介绍 (20)4.2设计目标 (20)4.3ADS仿真 (21)4.3.1运行ADS (21)第5章总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第1章引言1.1背景和意义如今，无线通信技术飞速发展，人们对无线产品的需求迅速增长，滤波器在许多射频\微波的应用中扮演重要角色，并随着通信技术的发展而取得不断进展，它们被用来离散或者合成不同的频率，正发挥着巨大的作用。
有源低通椭圆函数滤波器的设计
2010届电子信息工程专业毕业设计（论文）前言经过D/A转换获得模拟信号在现代社会生活中比比皆是，如声卡中的语音合成输出、合成信号发生器等，为了滤除谐波干扰，获得高精度的模拟信号，大多采用衰减特性陡峭的椭圆低通滤波器进行滤波。
基于上述原因，文章提出了一种有源椭圆函数滤波器的设计，椭圆滤波器在通带和阻带内都是等波纹的逼近方式，是滤波器阶数N 已给定的情况下的最好的逼近方式。
对于同样的性能要求，它比巴特沃思、切比雪夫滤波器所需用的阶数都低，而且它的过渡带比较窄。
滤波器设计是比较成熟的技术，根据设计要求，首先确定滤波器的曲线和类型，以及滤波器的阶数，根据设计参数确定具体曲线和归一化的元件值，再根据实际去归一化得到实际的元件值。
这样得到的设计参数完全是计算得到的，往往与实际有一定的出入，修正也比较繁锁。
现在EDA技术的应用可以大大简化了设计过程，特别是设计过程中进行仿真，确保设计的一次成功率。
本文以语音和波形合成中常用的椭圆低通滤波器为例说明滤波器的设计过程和EDA技术在其中的应用。
目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1滤波器的发展 (1)1.1.1早期的情况 (1)1.1.2 发展时期 (1)1.1.3 现代的滤波器 (2)1.2滤波器的功能 (3)1.3滤波器的分类 (4)1.3.1按所处理的信号 (4)1.3.2按所通过信号的频段 (4)1.3.3按所采用的元器件 (4)1.4文章所做工作 (5)第2章滤波器综合技术基础 (7)2.1现代网络理论 (7)2.1.1极-零点的概念 (7)2.1.2 由多项式综合滤波器 (9)2.2频率响应的归一化 (11)2.2.1频率和阻抗标度 (11)2.2.2低通滤波器的归一化 (14)2.3椭圆函数滤波器 (15)第3章方案设计及仿真 (19)3.1滤波器的逼近 (19)3.1.1滤波器的实现形式选择 (19)3.1.2滤波器的阶数确定 (20)3.2电路实现 (21)3.2.1 实现方式选择 (21)3.2.2 元件值的计算 (22)3.3仿真 (24)3.3.1 EDA技术的概念 (24)3.3.2 EDA常用软件 (25)3.3.3电子电路设计与仿真工具 (25)3.3.4 multisim10 仿真实现 (26)3.3.5仿真结果 (30)第4章调试与测试结果 (31)4.1测试仪器表 (31)4.2对安装好的电路进行调整和测试 (31)4.3实际电路遇到的问题及解决方法 (31)4.4测试结果和幅频图分析 (32)第5章结论 (35)5.1结论 (35)5.2感想和收获 (35)5.3展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)附录一：电路板 (39)附录二：元器件清单 (40)2010届电子信息工程专业毕业设计（论文）摘要分析信号频谱时为了提高系统的频率分辨率，需要设计性能优良的模拟滤波器。
7阶椭圆型低通滤波器的设计及仿真
7阶椭圆型低通滤波器的设计及仿真王涛;刘洋;左月明【摘要】Low-pass filter is an important part of the DDS signal generator,whose performance directly affects the technical indicators of the whole signal generator. This paper introduces a 7th order low-pass elliptic filter with the cut-off frequency of 120 MHz for the DDS signal generator with a new normalization method. Multisim10 simulation shows that it has a good phase frequency characteristic and it can achieve the desired targets.%低通滤波器是DDS信号发生器的重要组成部分，其性能的优劣直接影响整个信号发生器的技术指标。
使用一种全新的归一法，为DDS信号发生器设计了一个截止频率为120 MHz的7阶椭圆型低通滤波器，并使用Multisim10仿真软件对其进行仿真，仿真结果表明该滤波器幅频特性良好，可以达到预期的指标。
【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】3页(P17-18,30)【关键词】DDS信号发生器;归一法;椭圆型低通滤波器;Multisim10;仿真【作者】王涛;刘洋;左月明【作者单位】乌兰察布职业学院机电技术系，内蒙古集宁 012000;乌兰察布职业学院机电技术系，内蒙古集宁 012000;山西农业大学工学院，山西太谷 030801【正文语种】中文【中图分类】TN7130 引言在DDS信号发生器实现过程中，由于DDS自身的结构特点，实际存在着固有的误差：相位截断误差、幅度量化误差、DAC转换误差等导致其输出信号中必然含有大量的噪声和干扰[1-2]；又因为信号发生器所用的DDS芯片AD9854内部没有滤波器且输出端带有内部时钟干扰成分，因此，低通滤波器（LPF）的使用是非常必要的，在每个输出端都要设置一个LPF，通过选择合适的截止频率，可较好地滤除干扰和杂散，其性能的优劣直接关系到整个DDS信号发生器的技术指标。
椭圆函数低通滤波器
GOAL
Goal OptimGoal2 Expr="dB(S(2,1))" SimInstanceName="SP1" Min= Max=-65 Weight= RangeVar[1]="freq" RangeMin[1]=240MHz RangeMax[1]=250MHz
0 -20
dB(S(2,1)) dB(S(1,1))
（七）低通滤波器的设计步骤
根据设计指标在ADS设计向导中建模仿真； ADS设计向导中建模仿真 1、根据设计指标在ADS设计向导中建模仿真； 对电路进行优化； 2、对电路进行优化； 电容换成标称值，对电感进行优化； 3、电容换成标称值，对电感进行优化； 最后对电感用专门软件计算； 4、最后对电感用专门软件计算； 画版图加工； 5、画版图加工； 安装调试； 5、安装调试；
几种常见滤波器的比较
滤波器 类型 LC滤波 器 微带滤 波器 腔体滤 波 适用频率 插损 3GHz以 下 3～ 30GHz 3～ 30GHz 较小 较大 很小 体积 接口 小 小 SMA SMA
较大 波导
（六）低通滤波器的设计指标
1、工作频率：DC～200MHz 工作频率：DC～ 2、插损 ≤1.5dB 纹波≤ 3、纹波≤1dB 带外抑制：@250MHz衰减 衰减≥ 4、带外抑制：@250MHz衰减≥60dB 5、驻波≤1.5 驻波≤ 接头：SMA-506、接头：SMA-50-K
-40 -60 -80 -100 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
freq, GHz
低通滤波器电路版图
（八）低通滤波器的调试步骤 1、根据指标要求对网络分析仪校准； 根据指标要求对网络分析仪校准； 2、对电感进行调试； 对电感进行调试； 3、改变电感线圈间距来微调电感，间距变大，电感变小； 改变电感线圈间距来微调电感，间距变大，电感变小； 4、重点调试滤波器通带内的驻波比。 重点调试滤波器通带内的驻波比。 特别注意： 特别注意： 线圈要绕正确； 1、线圈要绕正确； 2、装配要规范； 装配要规范； 3、主要的问题是电容和电感值偏离仿真值。 主要的问题是电容和电感值偏离仿真值。
DDS信号发生器中椭圆低通滤波器的设计
DDS信号发生器中椭圆低通滤波器的设计
彭辉生;陈永泰
【期刊名称】《电子质量》
【年(卷),期】2007(000)005
【摘要】本文基于DDS技术的基本原理,对DDS信号发生器中所用的低通滤波器进行了设计.采用了截止特性陡峭的7阶椭圆函数低通滤波器,该滤波器的3 d B截止频率为120MHz,在145MHz处的衰减为60dB,且通带内纹波小于0.2dB.通过Multisim2001仿真研究表明:其幅频特性好,具有快速的衰减性.
【总页数】2页(P4-5)
【作者】彭辉生;陈永泰
【作者单位】武汉理工大学信息工程学院,武汉,430070;武汉理工大学信息工程学院,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.基于DDS的宽带线性调频源中椭圆低通滤波器设计 [J], 章小梅;姜茂仁;费元春
2.DDS信号发生器中椭圆低通滤波器的设计 [J], 彭辉生;陈永泰
3.基于DDS的椭圆函数低通滤波器的设计 [J], 贾晓斌;刘四新;贾海亮
4.基于DDS椭圆型低通滤波器的设计 [J], 李春剑;吉望西;刘达伦
5.DDS捷变频信号发生器中的FPGA控制电路设计 [J], 张克舟;李玉龙;杜江波
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要：低通滤波器是直接数字频率合成DDS的重要组成部分，其性能的好坏直接影响整个DDS的特性。提出一种基于DDS的椭圆函数低通滤波器的设计方案，该设计采用全新的归一化方法，并使用EDA软件Multisim2001进行仿真，确定了滤波器的结构，阶数，以及设置了相关参数，从而设计出截止频率为160 MHz的7阶椭圆函数滤波器。该低通滤波器幅频特性良好，具有快速的衰减性。因此该设计方案可适用于不同频段、阶数、类型的滤波器设计。关键词：直接数字频率合成(DDS)；低通滤波器；EDA仿真软件(Multisim2001)；归一化方法 直接数字频率合成(DDS)技术是20世纪70年代以来推出的一种频率合成法。随着数字集成电路和微电子技术发展，DDS技术已广泛应用于电子、通信、雷达等领域。DDS是通过改变频率控制字来改变相位累加器的相位累加速度，在固定时钟的控制下取样得到相位值，由相位幅度转换得到相位值对应的幅度序列，该幅度序列再通过数模转换及低通滤波后得到模拟的正弦波输出。 由于DDS自身的结构特点，其输出信号中含有大量的杂散谱线，产生杂散的主要原因：1)相位截断误差效应；2)存放ROM中的正弦波幅度量化误差；3)D／A转换器的非理想特性。在整个DDS的实现过程中，低通滤波器除了滤除上述的高频信号以外还有去除杂散的作用，因此，低通滤波器的滤波特性的好坏直接影响整个DDS的技术指标。1 低通滤波器 理想的滤波电路通带内具有最大幅值和线性相移，阻带内幅值为零，但是实际滤波电路往往难以达到理想特性，设计时只能根据具体需要，寻求最佳方案，得到近似理想的滤波电路。滤波器可以分为模拟和数字滤波器，模拟滤波器又可以分为无源和有源两种。一个滤波器是用一组输入输出对儿或激励一响应对儿表征的系统。滤波器的性能用一些参数来表征，最常用的技术参数是频率响应，称传递函数。根据传递函数的形式，比较普遍的滤波器有巴特沃斯滤波、切比雪夫滤波和椭圆滤波等。图1为3种滤波器的幅频特性的比较。 图1(a)为巴特沃斯滤波器的幅频特性曲线，其通带和阻带是平坦的，但是其过渡带太过平缓；图l(b)为契比雪夫低通滤波器的幅频特性曲线，其通带是等波纹抖动的，阻带内衰减单调增大，仅在无限大阻带处衰减为无限大，过渡带比巴特沃斯滤波器稍稍陡峭；图l(c)为椭圆函数滤波器的幅频特性曲线，其通带和阻带都是抖动的，但其过渡带下降迅速，过渡带很窄。相比椭圆函数滤波器的性能较好。2 低通滤波器的设计 根据DDS原理，频率控制字K和时钟频率f共同决定DDS的输出频率fo，它们之间满足(N为相位累加器的位数)。由奈奎斯特采样定理，输出的最高频率是DDS的时钟频率fs的50％(理论值)，但是考虑到低通滤波器的设计难度以及对输出信号杂散的抑制，实际频率只达到40％fs。 AD9954高集成度频率合成器工作时钟可达400 MHz，该滤波器是建立在AD9954基础上，由采样定理可知，AD9954输出的最高频率为200 M-Hz，则该低通滤波器的截止频率为200 MHz。2．1 低通滤波器的设计方案 设计一个滤波器，首先必须考虑滤波器的幅频特性、电路输入、阻抗匹配、截止频率等参数，根据设计参数确定具体曲线和归一化的元件值，然后根据去归一化得到实际元件值。 椭圆函数滤波器的幅度函数为： 要设计一个滤波器，首先必须根据给定的通带最大衰减A。或ρ(通带边界上的反射系数)，阻带最小衰减As，选择性因子k确定所要求的阶数N。在实际应用中，一般都选择fp为基准频率，在这种情况下，通带上限频率和阻带下限频率的归一化值分别为，选择性因子k就是与椭圆函数滤波器有关的各椭圆函数的模数。在椭圆函数理论中，k=sinθ表示模数k，θ称为模角。由于这4个参数的关系相当复杂，用解析法求解阶数很困难，可用特制的图表确定阶数N。2．2 滤波器阶数的确定 本文设计的椭圆函数滤波器：截止频率为160 MHz；通带内起伏量为0．1 dB；阻带频率为200 MHz，此处的最小阻带衰减为50 dB；特性阻抗：R1=R2=200 Ω。 首先根据文献估算椭圆函数滤波器阶数用的曲线，并由给定的技术指标(阻带频率Ωs，反射系数ρ，阻带最小衰减As)估算滤波器的阶数N。 1)根据设计要求可得低通陡度系数； 2)根据阻带端点Ωs内的最小阻带衰减为50 dB，由文献中Rdb，ε，ρ之间的关系，获得该设计要求的通带起伏量为0．1 dB，从而计算出反射系数ρ=15％； 3)查找估算阶数曲线得到Aρ=16．5，则Aρ+Amin=66．5； 4)查找文献，在Ωs=l．25时，N=7可满足给定的衰减量。因N为奇数，所以模数k和模角θ可直接由Ωs求得：k=1／Ωs=1／1．25=0．8，θ=sin-1k=53．13°。实际采用θ应较该数值略大，以便超过裕量。在N=7时，选取0=55°。可得 Ωs=1．220 8。由该截止Ωs值可求出实际截止频率：fc=fs／Ωs=200／1．220 8=163．83 MHz。2．3 归一化设计及仿真结果 归一化低通滤波器是指特性阻抗为1Ω且截止频率为1／(2π)Hz的滤波器。归一化的方法是首先通过改变归一化低通滤波器的元件参数值，得到一个截止频率从归一化截止频率1／(2π)Hz变为待设计滤波器所要求截止频率而特性阻抗等于归一化特性阻抗1 Ω的过渡性滤波器；然后再通过改变这个过渡性滤波器的元件值，把归一化特性阻抗1 Ω变成待设计滤波器所要求的特性阻抗，从而最终得到所要设计的滤波器。其具体步骤如下： 1)确定归一化数据 7阶椭圆型低通滤波器的模型见图2，其中X1，X2，X4，X5，X7，X8，X10为电容，X3，X6，X9为电感。依据