带阻滤波器的设计与仿真(DOC)

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LC带通滤波器的设计与仿真设计毕业设计(论文)

1.3.2 国内外投入滤波器产业概况................................6
1.3.3 滤波器的前景....................................................7
1.3.4几种新型滤波器介绍..........................................8
●阻带滤波器：它的阻带限定在两个有限频率ƒ1与ƒ2之间，阻带两侧都有通带。
1.1.2 滤波器的种类
根据使用的波段和元件的不同，滤波器有很多种类，而且随着技术的发展，种类还在不断增加。总的来说，滤波器可分为两大类：无源滤波器和有源滤波器。
在无源滤波器中，所使用的是无源元件。他们在个体或组合的情况下，能够把一种形式的能量变换为另一种形式，并重新变回到原来的形式，换言之，它们必须是谐振性的。例如，在一个LC谐振电路中，在电容器的电场和电感线圈的磁场之间不断发生着能量的反复交换。因此，如果两个不同储能装置当相互偶合时，能够以很小的损耗实现能量的交换，它们就可以被利用为滤波器元件。
结束语.................................................................................43
致谢....................................................................................45
摘要
随着电子信息的发展，滤波器作为信号处理的不可缺少的部分，也得到了迅速的发展。LC滤波器作为滤波器的一个重要组成部分，它的应用相当的广泛。因此对于它的设计也受到人们的广泛关注。如何设计利用简单的方法设计出高性能的LC滤波器是人们一直研究的课题。

(完整word版)巴特沃斯带阻数字滤波器设计matlab程序及仿真图 - 副本

fs=15000;T= 1/fs;rp=1;rs=40;wp1=0.11*pi;wp2=0.81*pi;ws1=0.31*pi;ws2=0.61*pi;%数字带阻滤波器技术指标wc1=(2/T)*tan(wp1/2);%频率预畸变wc2=(2/T)*tan(wp2/2);wr1=(2/T)*tan(ws1/2);wr2=(2/T)*tan(ws2/2);w0=sqrt(wc1*wc2);B=wc2-wc1;wp=1;%归一化通带截止频率ws=wp*(wr1*B) / (w0^2-wr1^2) ; %归一化阻带截止频率[N,wc]=buttord(wp,ws,rp,rs,'s')%求滤波器阶数和3dB截止频率[Z,P,K]=buttap(N)%设计模拟低通滤波器[Md,Nd]=zp2tf(Z,P,K)%将零极点形式转换为传输函数形式[M,N]=lp2bs(Md,Nd,w0,B)%对低通滤波器进行频率变换，转换为带阻滤波器[h,w]=freqs(M,N);%模拟带阻滤波器的幅频响应plot(w/(2*pi),abs(h));grid;xlabel('频率Hz');ylabel('幅度');title('模拟带阻滤波器');[b,a]=bilinear(M,N,15000)%对模拟滤波器双线性变换figure(1);freqz(b,a);[H,W]=freqz(b,a); %绘出频率响应；axis([0,1,-100,20]);figure(2);plot(W*fs/(2*pi),abs(H));grid on;xlabel('频率/Hz');ylabel('幅值');n=0:199;t=n/fs;x=sin(2*pi*400*t)+3*sin(2*pi*3000*t)+2*sin(2*pi*5000*t);figure(3);subplot(311);plot(t,x);axis([0,0.01,-5,5]);title('输入信号');grid on;y=filter(b,a,x);subplot(312);stem(y,'.');title('输出序列');grid on;ya=y*sinc(fs*(ones(length(n),1)*t-(n/fs)'*ones(1,length(t))));subplot(313);plot(t,ya);axis([0,0.01,-3,3]);title('输出波形');grid on;t=(0:100)/fs;figure(4)fs=1.5*10000;n=(0:100)/fs;f=sin(2*pi*400*t)+3*sin(2*pi*3000*t)+2*sin(2*pi*5000*t);y=fftfilt(b,x);[H1,f1]=freqz(f,[1]);[H2,f2]=freqz(y,[1]);f1=f1/pi*fs/2;f2=f2/pi*fs/2;subplot(2,1,1);plot(f1,abs(H1));title('输入信号的频谱');subplot(2,1,2);plot(f2,abs(H2));title('输出信号的频谱');基于Matlab 的带阻滤波器设计.10.20.30.40.50.60.70.80.91-800-600-400-2000N o r m a l i z e d Fre q u⨯π r a d /s a m p l e Ph a se(d e g r e e s )00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-100-50N o r m a l i z e d Fr e q u⨯π r a d /s a m p l e M a g n i tu d e1000200030004000500060007000800000.20.40.60.811.21.4频率/Hz幅值00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01-505输入信号020406080100120140160180200-22输出序列0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01-202输出波形01000200030004000500060007000800050100150200输入信号的频谱010002000300040005000600070008000102030输出信号的频谱N =4wc =1.7947b =0.0186 -0.0410 0.1082 -0.1355 0.1810 -0.1355 0.1082 -0.0410 0.0186a =1.0000 -0.6707 -1.3750 0.5678 1.1964 -0.2996 -0.4631 0.0496 0.0762>。

二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真

湖南人文科技学院毕业设计二阶RC有源滤波器的设计报告滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。

有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。

设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。

经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。

1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。

由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。

1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。

由于R的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。

这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。

由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。

但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。

带阻滤波器设计与仿真

《电磁场与微波技术》课程设计报告课题：带阻滤波器设计与仿真专业：班级：组别: 姓名：学号：指导老师：设计时间： 2012-6-4目录1．设计要求.............................................................. - 2 - 2．微带短截线带阻滤波器的理论分析.. (2)3. 设计步骤 (4)3.1带阻滤波器的原理图设计 (4)3.2带阻滤波器的仿真及优化 (6)3.2.1 s参数设置 (6)3.2.2 对微带短截带阻滤波器进行初步仿真，得到初步仿真波形如下图。

(6)3.2.3 带阻滤波器的优化 (6)3.2.4 带阻滤波器版图生成与仿真 (7)4．心得体会 (8)5 参考文献 (8)带阻滤波器的设计与仿真1．设计要求1.1 设计题目：带阻滤波器的设计与仿真。

1.2 设计方式：分组课外利用ads软件进行设计。

1.3 设计时间：第一周至第十七周。

1.4 参数要求：中心频率：2.4GHz相对带宽：9%带内波纹：<0.2dB阻带衰减>25dB输入输出阻抗：50Ω在频率2.2GHz和2.6GHz处，衰减<3dB2．微带短截线带阻滤波器的理论分析当频率不高时，滤波器主要是由集总元件电感和电容构成，但当频率高于500Mz时，滤波器通常由分布参数元件构成，这是由于两个原因造成的，其一是频率高时电感和电容应选的元件值小，由于寄生参数的影响，如此小的电感和电容已经不能再使用集总参数元件；其二是此时工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近，滤波器元件之间的距离不可忽视，需要考虑分布参数效应。

我们这次设计采用短截线方法，将集总元件滤波器变换为分布参数滤波器，其中理查德变换用于将集总元件变换为传输段，科洛达规则可以将各滤波器元件分隔。

2.1 理查德变换通过理查德变换，可以将集总元件的电感和电容用一段终端短路和终端开路的传输线等效。

终端短路和终端开路传输线的输入阻抗具有纯电抗性，利用传输线的这一特性，可以实现集总元件到分布参数元件的变换。

滤波器设计与仿真考核试卷

A.巴特沃斯滤波器
B.切比雪夫滤波器
C.椭圆滤波器
D.低通滤波器
11.模拟滤波器的实现方式包括以下哪些？（）
A.无源RC滤波器
B.有源运放滤波器
C.数字滤波器
D.软件滤波器
12.数字滤波器的设计方法包括以下哪些？（）
A.窗函数法
B.频率采样法
C.最小二乘法
D.模拟滤波器原型法
13.以下哪些因素影响滤波器的实际应用性能？（）
3. IIR滤波器具有递归结构，输出与输入及过去输出有关，频率响应具有非线性相位特性。FIR滤波器不具有递归结构，输出仅与当前和过去输入有关，频率响应具有线性相位特性。
4.对于一个实际信号处理应用，选择低通滤波器，截止频率为1kHz，阶数为4。选择依据是应用需要去除高频噪声，同时保持信号的基本特征。滤波器在该应用中起到降噪和信号整形的作用。
滤波器设计与仿真考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.以下哪种滤波器属于无源滤波器？（）
A.数字滤波器
B.模拟滤波器
8. ABC
9. ABCD
10. BC
11. AB
12. ABCD
13. ABCD
14. ABC
15. ABCD
16. ABCD
17. ABCD
18. A
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.指数状
2.带阻
3.幅度响应
4.输出
5.切比雪夫
6.模拟数字ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

毕业设计LC带通滤波器的设计与仿真设计

毕业设计LC带通滤波器的设计与仿真设计引言：滤波器是电子电路中非常重要的一个部分，它可以对输入信号进行频率选择性的处理。

而LC带通滤波器是一种常见的滤波器，它能够选择特定的频带通过，达到滤波的目的。

本文将介绍LC带通滤波器的设计和仿真，并带有实际案例进行说明。

设计目标：设计一个LC带通滤波器，达到对输入信号的特定频率带进行增强或抑制的效果。

设计的滤波器需要满足以下要求：1.通带范围：10kHz-20kHz2.阻带范围：0-5kHz和25kHz-正无穷大3.通带衰减：小于3dB4.阻带衰减：大于40dB设计步骤：1.确定滤波器的类型和拓扑结构。

对于LC带通滤波器，常用的拓扑结构有L型和π型两种。

本文选择π型结构进行设计。

2.根据设计要求，计算滤波器的理论参数。

计算中需要考虑到通带范围、阻带要求和通带衰减等因素。

3.根据计算结果，选择合适的电感和电容值。

4.绘制原理图，并进行仿真。

使用专业的电子设计自动化(EDA)软件进行仿真，如SPICE仿真软件。

5.优化滤波器的性能。

根据仿真结果进行进一步调整，优化滤波器的通带范围和衰减性能。

仿真设计案例：选取一个实例进行LC带通滤波器的设计和仿真。

示例要求：通带范围：12kHz-18kHz阻带范围：0-10kHz和20kHz-正无穷大通带衰减：小于2dB阻带衰减：大于50dB设计步骤：1.选择π型结构，选取合适的电感和电容值。

2.计算得到电感值为L=100μH，电容值为C1=22nF和C2=47nF。

3.绘制原理图，并进行SPICE仿真。

4.仿真结果显示，滤波器在通带范围内的衰减小于2dB，在阻带范围内的衰减高于50dB。

5.进行微调和优化，根据需要调整电感和电容值，以获得更理想的滤波器性能。

结论：通过设计和仿真，成功地完成了LC带通滤波器的设计过程。

根据示例结果，可见所设计的滤波器在设计要求范围内达到了优良的滤波效果。

这个设计过程可以用于其他LC带通滤波器的设计，只需根据实际要求进行参数选择和优化。

带阻滤波器的设计和优化

带阻滤波器的设计和优化在电子工程领域中，滤波器是一种用于滤除或增强信号特定频率成分的电路。

而带阻滤波器，也被称为陷波滤波器或Notch滤波器，是一种特殊类型的滤波器，其主要功能是抑制特定频率上的信号，同时允许其他频率通过。

带阻滤波器的设计和优化是电子工程师和信号处理专家经常面临的挑战之一。

本文将从基本原理、设计流程以及参数优化等方面，介绍带阻滤波器的设计和优化方法。

一、基本原理带阻滤波器的基本原理是通过在特定频率上引入一个深的谐振，以抵消或降低该频率上的信号。

其频率响应通常由两个极点和一个零点确定。

1. 极点（Pole）：极点是指频率响应曲线上的特定点，其附近发生振荡或深谐振。

在带阻滤波器中，极点的数量与滤波器的阶数相关，通常使用二阶或四阶滤波器。

2. 零点（Zero）：零点是指频率响应曲线上的特定点，在该点附近信号损失或抑制最大。

在带阻滤波器中，零点的数量也与滤波器的阶数相关。

根据极点和零点的位置以及滤波器的阶数，可以确定带阻滤波器的频率响应和衰减特性。

接下来，我们将介绍带阻滤波器的设计流程。

二、设计流程带阻滤波器的设计流程包括确定滤波器类型、计算参数值、选择合适的滤波器拓扑结构和优化参数。

1. 确定滤波器类型：根据实际需求和频率特性，确定所需的带阻滤波器类型。

常见的带阻滤波器包括无源RC带阻滤波器、有源RC带阻滤波器、Sallen-Key带阻滤波器等。

2. 计算参数值：根据所选滤波器类型和特定频率要求，计算滤波器参数的数值。

这些参数包括阻抗、电容值、电感值等。

通过合理选择参数值，可以实现所需的带阻特性。

3. 选择合适的滤波器拓扑结构：根据参数值和电路复杂度要求，选择合适的滤波器拓扑结构。

常见的带阻滤波器拓扑有多级滤波器、双T型滤波器、有源滤波器等。

合适的拓扑结构可以提高滤波器的性能和稳定性。

4. 优化参数：通过调整滤波器的参数值，如改变电阻、电容或电感数值，来优化带阻滤波器的频率响应和衰减特性。

RC有源低通与带阻滤波器(仿真)教程

通、带通或带阻滤波器，并确定滤波器的具体形式。有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
3. 实验内容与步骤
(1) 一阶有源低通滤波电路一阶有源低通滤波电路如图5.1所示。操作步骤如下： ① 启动EWB/Multisim，输入并保存图5.1所示电路。 ② 测试准备：输入幅度1V、1kHz的正弦波，运行电路，用示波器观察us、uo的波形，以确保电路正常工作。
实验五
RC有源低通与带阻滤波器（仿真）
1. 实验目的
(1) 掌握滤波电路频率特性的测量方法和主要参数的调整方法； (2) 了解频率特性对信号传输的影响，了解滤波电路的应用； (3) 巩固有源滤波电路的理论知识，加深理解滤波电路的作用。
2. 实验电路与说明
有源滤波器是一种重要的信号处理噪声信号，达到选频和提高信噪比的目的。实际使用时，应根据具体情况选择低通、高
RP2/k
Ω 9.1 9.1
C/nF 2.2 22
RP1/k
Ω 100 100
测量值理论值测量值理论值
9.1 5
2.2 2.2
50 100
观察相频特性：用波特图仪观察相频特性，参数设置参考值为：特性测量选择“Phase”，Vertical 坐标类型选择“Lin”，其坐标范围选择起点I为 “0°”、终点F为“－90°”，Horizontal坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点I为“0.1Hz”、终点F为“10MHz”。 ④ 观察低通滤波电路对信号传输的影响：输入幅度为1V的正弦波，观察并比较信号频率分别为1kHz 和10kHz时输出电压uo波形形状、大小的变化。将参数恢复为图5.1所示，进行观察比较，然后将输入波形改成方波，再进行观察比较，并定性记录波形。 ⑤ 设计一个低频增益Auf为10dB、截止频率fH为 1kHz的低通滤波电路。

带阻滤波器的设计与特性分析

带阻滤波器的设计与特性分析1. 引言随着电子技术的发展，滤波器在信号处理中起着至关重要的作用。

其中，带阻滤波器作为一种常见的滤波器类型，广泛应用于通信、音频、视频等领域。

本文将介绍带阻滤波器的设计原理和特性分析。

2. 带阻滤波器的原理带阻滤波器（Notch Filter）是一种能够抑制指定频率范围内的信号的滤波器。

它的设计基于两个关键元素：中心频率和带宽。

中心频率是指需要抑制的信号频率，而带宽是指需要抑制的频率范围。

3. 带阻滤波器的设计步骤3.1 确定中心频率和带宽在设计带阻滤波器之前，首先需要确定需要抑制的信号频率范围，即中心频率和带宽。

这可以通过频谱分析或实际需求来确定。

3.2 选择滤波器类型带阻滤波器有多种设计方案，如无源滤波器、有源滤波器和数字滤波器等。

根据具体需求选择合适的滤波器类型。

3.3 计算滤波器参数根据选定的滤波器类型和中心频率、带宽的要求，计算滤波器的参数，如电路元件的数值、阻抗和频率响应等。

3.4 构建滤波器电路根据滤波器参数，设计和构建滤波器电路。

可以采用电阻、电容、电感等元件来实现。

3.5 调试和优化完成滤波器的构建后，对其进行调试和优化。

通过实际测试验证滤波器的性能，并进行必要的参数调整，以达到设计要求。

4. 带阻滤波器的特性分析带阻滤波器有一系列的性能指标，可以对其特性进行分析。

4.1 通带增益和衰减通带增益是指滤波器在通带内对信号的通透程度，而衰减是指滤波器对信号的抑制程度。

通过测量滤波器的增益和衰减水平，可以评估其性能。

4.2 频率响应频率响应描述了滤波器在整个频率范围内的传输特性。

通过绘制滤波器的频率响应曲线，可以直观地分析滤波器的频率选择性能和截止特性。

4.3 相位响应相位响应是滤波器对信号的延迟程度的描述。

通过分析滤波器的相位响应，可以了解滤波器对不同频率信号的相对延迟情况。

4.4 稳定性和抗干扰性稳定性和抗干扰性是评估滤波器的能力，即滤波器在面对不同干扰源时的表现。

双T型陷波器滤波电路

第二次电子版作业题目：用multisim仿真软件设计心电图电路中双T型50HZ陷波器滤波电路（有源滤波器）。

一、电路介绍及参数计算1、最基本双T型结构陷波器又称带阻滤波器，用于抑制或衰减某一频率段的信号，而让该频段外的所有信号通过。

在进行心电图测量时，常会受到周围50HZ工频干扰，或者由于电极和皮肤接触不良导致严重的50HZ工频干扰使得无法记录心电图，为抑制此类干扰常使用陷波器。

图1 双T网络如图1所示，为典型的RC双T网络，由RC低通滤波器和RC高通滤波器并联而成。

从原理上说，一个截止频率为f1的低通滤波器与一个截止频率为f2的高通滤波器并联在一起，满足条件f1<f2时，即组成带阻滤波器。

当输入信号通过电路时，凡是f<f1的信号均可从低通滤波器通过，凡是f>f2的信号均可以从高通滤波器通过，只有频率范围在f1<f<f2的信号被阻断。

双T网络各器件的值满足如下关系：C1=C2=C，C3=2C；R1=R2=R，R3=1/2R。

上图电路满足如下电路方程式(V1-V2)sC1 = 2V2/R3+( V2-V4)sC2(V1-V2)/R1 = (V3-V4)/R2+V3sC3(V3-V4)/R2 + ( V2-V4)sC2 = 0通过以上四式可得到V4 V1= C2R2s2+1C2R2s2+4CRs+1可以看出上式满足典型的二阶系统特性，所以可得ω0= 1RC2β= 4RCQ = ω02β= 14由于无源双T网络的输入阻抗较小，输出阻抗较大，容易受到电路前后级的影响，特性不是很好，Q值较低，不宜直接使用，通常在双T网络基础上采用运放加上适当反馈构成实用的有源双T陷波器。

2、双T型50HZ陷波器滤波电路（有源滤波器）图2 双T型有源陷波器滤波电路如图2所示，50HZ有源陷波器滤波电路由两个运放和双Ｔ陷波器组成，同时引入负反馈改善选频作用，运放U1既提供反馈环路的增益，同时又起到对双T网络隔离的作用。

iir带阻滤波器设计课程设计

iir带阻滤波器设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解IIR带阻滤波器的原理，掌握其数学表达式和频率响应特性。

2. 学生能描述不同类型的IIR带阻滤波器的设计方法和应用场景。

3. 学生能运用所学知识分析IIR带阻滤波器的稳定性、线性相位等特性。

技能目标：1. 学生能够运用模拟滤波器设计方法，如Butterworth、Chebyshev等，设计IIR带阻滤波器。

2. 学生能够使用MATLAB等工具软件进行IIR带阻滤波器的仿真和性能分析。

3. 学生能够根据实际需求，调整滤波器参数以满足特定应用场景。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子工程领域滤波器技术的兴趣，提高学习积极性。

2. 学生能够认识到IIR带阻滤波器在信号处理、通信等领域的重要作用，增强社会责任感。

3. 学生在团队协作中发挥个人优势，培养合作精神和沟通能力。

课程性质：本课程为电子工程及相关专业高年级的专业课程，旨在帮助学生掌握IIR带阻滤波器的设计方法及其在信号处理中的应用。

学生特点：学生具备一定的电路理论基础和信号处理基础知识，具有较强的逻辑思维能力和实践操作能力。

教学要求：结合课程性质和学生特点，本课程要求学生在理解理论知识的基础上，注重实践操作和性能分析，培养解决实际问题的能力。

通过课程学习，使学生能够独立设计并优化IIR带阻滤波器，为后续相关课程和实际工程应用打下坚实基础。

二、教学内容1. IIR带阻滤波器基本原理- IIR滤波器的定义及分类- IIR带阻滤波器的数学模型- 频率响应特性分析2. IIR带阻滤波器设计方法- 模拟滤波器设计原理- Butterworth、Chebyshev等滤波器设计方法- 数字滤波器的设计与实现3. IIR带阻滤波器性能分析- 稳定性分析- 线性相位特性- 鲁棒性分析4. IIR带阻滤波器应用案例- 信号处理领域应用- 通信领域应用- 其他领域应用5. 实践教学环节- MATLAB软件操作- IIR带阻滤波器设计与仿真- 性能优化与参数调整教学大纲安排：第一周：IIR滤波器基本原理及分类，介绍数学模型和频率响应特性第二周：模拟滤波器设计方法，学习Butterworth、Chebyshev等滤波器设计方法第三周：数字滤波器设计，分析IIR带阻滤波器的稳定性、线性相位等性能第四周：IIR带阻滤波器应用案例，了解其在不同领域的应用第五周：实践教学，使用MATLAB进行IIR带阻滤波器设计与性能分析教学内容与教材关联性：本教学内容与教材第四章“无限脉冲响应（IIR）滤波器设计”相关，涵盖了IIR带阻滤波器的基本理论、设计方法、性能分析及实际应用。

一款大功率带阻滤波器的设计仿真与实现

龙源期刊网
一款大功率带阻滤波器的设计仿真与实现
作者：王冬梅
来源：《现代电子技术》2012年第15期
摘要：为了准确测试杂散小信号，在射频输入信号进入频谱仪之前采用带阻滤波器滤除基波大信号，保证进入频谱仪混频器端口的功率电平符合要求。

设计了一款可过大功率的短波带阻滤波器，该滤波器不但可有效滤除基波大信号，避免频谱仪的饱和非线性失真，且带外平坦，对需要测量的杂散信号几乎无损耗。

仿真结果证明了该设计方案的可行性。

关键词：带阻滤波器；杂散信号；频谱仪；饱和非线性。

梳状线带通滤波器的设计和仿真

经过整体的仿真和优化得到满足指标要求的滤波器结构。与传统
设计方法相比，具有通用性强、
ｗ是带通滤波器的相对带宽，ｇ。，ｇ，
图１：梳状线带通滤波器示意图
设计准确、减小研制周期等优点
ｇ，ｇ为归一化的低通元件值。外界Ｑ值，可通过ＨＦＳＳ仿真由下式计算，
并且具有较小的插入损耗和体积，假通带离的宽的阻带。
比较远，约为４ｔｏ。
滤波器的理论设计公式繁琐，且加工完成后与设计指标误差较大，传统设计方法需要反复试验和修正。近年来随着电磁场仿真软件的商业化，像ＨＦＳＳ这样的可以精确仿真的软１．２低通滤波器原型到带通的变换网络综合法设计微波带通滤波器是由集总参数低通滤波器，引入导抗变换器使其变换
ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ・电力电子
梳状线带通滤波器的设计和仿真
文／刘伟霞
全阻带结构。根据设计要求，采用理论计算和软件仿真相结合的方法完成了梳状带通滤波器的设计，理论计算得到谐振腔的外界Ｏ值和腔
实际的正确的输入输出耦合结构。（２）腔间的耦合系数腔间耦合系数的理论值可以用如下公式
半与相邻线元的一半构成一对同端接地的平
行耦合线段，两端的线０和线ｎ＋ｌ也与其相
邻线元的一半、构成一对异端接地的平行耦合线段，梳伏线滤波器的集总电容Ｃ。常做得很

SIW带通滤波器仿真设计

0 引言滤波器在无线通信、军事、科技等领域有着广泛的应用。

而微波毫米波电路技术的发展，更加要求这些滤波器应具有低插入损耗、结构紧凑、体积小、质量轻、成本低的特点。

传统用来做滤波器的矩形波导和微带线已经很难达到这个要求。

而基片集成波导(SIW)技术为设计这种滤波器提供了一种很好的选择。

SIW的双膜谐振器具有一对简并模式，可以通过对谐振器加入微扰单元来使这两个简并模式分离，因此，经过扰动后的谐振器可以看作一个双调谐电路。

分离的简并模式产生耦合后，会产生两个极点和一个零点。

所以，双膜滤波器在减小尺寸的同时，也增加了阻带衰减。

而且还可以实现较窄的百分比带宽。

可是，双膜滤波器又有功率损耗高、插入损耗大的缺点。

为此，本文提出了一种新型SIW腔体双膜滤波器的设计方法。

该SIW的大功率容量、低插入损耗特性正好可以对双膜滤波器的固有缺点起到补偿作用。

而且输入／输出采用直接过渡的转换结构，也减少了耦合缝隙的损耗。

l 双膜谐振原理及频率调节SIW是一类新型的人工集成波导，它是通过在平面电路的介质层中嵌入两排金属化孔构成的，这两排金属化孔构成了波导的窄壁，图1所示是基片集成波导的结构示意图。

这类平面波导不仅容易与微波集成电路(MIC)以及单片微波集成电路(MMIC)集成，而且，SIW还继承了传统矩形波导的品质因数高、辐射损耗小、便于设计等优点。

1．1 基片集成波导谐振腔一般情况下，两个电路的振荡频率越接近，这两个电路之间的能量转换需要的耦合就越小。

由于谐振腔中的无数多个模式中存在着正交关系，故要让这些模式耦合发生能量交换，必须对理想的结构加扰动。

但是，为了保持场结构的原有形式，这个扰动要很小。

所以，本文选择了SIW 的简并主模TE102和TE201，它们的电场分布图如图2所示。

因为TM和TEmn(n10)不能够在SIW 中传输。

因此，一方面可以保证在小扰动时就可以实现耦合，同时也可以保证场的原有结构。

假设图3所示的矩形腔体的长、宽、高分别为a、b、d。

滤波器与双工器的设计与仿真

滤波器与双工器的设计与仿真
雷振亚
西安电子科技大学
滤波器的简介

原理：
对电磁波信号进行过滤，让需要的信号通过，
抑制不需要的信号。实际工作中常采用工作衰减
来描述滤波器的幅值特性，即
LA 10 lg P in P L
式中，Pin 为输出端接匹配负载时滤波器输入功率
PL
为输出端接匹配负载时负载吸收功率
1.1 低通原型滤波器
实际中常采用以下四种基本低通原型：
1.
最平坦型低通原型数学表示式为：
LA ( ) 10lg[1 (
2n ) ] 1
式中满足关系式
LAr 10lg 1
n对应于电路所需级数。
1

1.1 低通原型滤波器
① 参数指标：通带内最大衰减 L Ar，截止频率 1 ，阻带最小衰减 LAs 以及阻带边频 s 。
换而来。
低通原型综合法，先由衰减特性综合出低通原
型，再进行频率变换，最后用微波结构实现电路
元件。
滤波器的设计

滤波器的设计过程
1.1 低通原型滤波器
集总元件低通原型滤波器是用现代网络
综合法设计微波滤波器的基础。低通滤波器的理想化衰减-频率特性如图：
图中：纵坐标表示衰减
横坐标为角频率
ω 0为截止频率
1.4 同轴线滤波器的设计
（2）实际元件数值的计算：
设低通原型电路为电感输入，则在n=1~15
的元件中，n为基数的是电感元件，n为偶数的是电容元件。求元件的实际数值时，除两终端电阻都是50欧姆外，对电感元件的归一值要乘以
' R0 1 50 ' R0 1 2 1.971109

多相滤波器的设计及仿真

多相滤波器的设计及仿真设计一个多相滤波器主要包括以下几个步骤：1.确定滤波器的需求，包括滤波器类型、带宽、通带和阻带的波动等参数。

2.选择合适的多相滤波器结构，常用的结构有FIR多相滤波器、IIR 多相滤波器和多级多相滤波器。

3.根据滤波器的要求，采用不同的设计方法进行设计，常用的设计方法有窗函数、频域设计和最优化设计方法等。

4.使用MATLAB等数学软件进行滤波器的仿真与验证，可以通过输入不同的信号并观察输出结果来评估滤波器的性能。

5.对于滤波器的实际应用，还需要进行性能优化和工程实现，包括数字滤波器的实现方法、滤波器的实时性要求等。

在MDF设计中，常见的设计方法有：1. 最小二乘法（Least Squares Method）：该方法通过最小化滤波器的输出与期望响应之间的均方误差来设计滤波器系数。

通过选择适当的窗函数，可以实现不同的滤波器性能要求。

2. 频率采样法（Frequency Sampling Method）：该方法通过在所需频率处对滤波器的频率响应进行采样，然后进行反离散傅里叶变换得到滤波器的时域系数。

3. 频域设计法（Frequency Domain Design Method）：该方法通过在频域上直接设计滤波器的频率响应，根据所需的通带和阻带折损来选择合适的滤波器参数。

4.自适应滤波器设计：该方法根据给定的输入信号和输出信号，采用最小均方差或递归最小二乘法进行自适应滤波器的设计。

为了验证多相滤波器的性能，可以使用MATLAB进行仿真。

首先，可以利用滤波器设计工具箱中的函数来设计一个滤波器，并获得其传递函数、幅频响应和相频响应。

然后，可以使用理想信号或真实信号作为输入信号，通过滤波器得到输出信号，并观察其频谱特性、幅响应和相位响应。

可以通过对比输入信号和输出信号，评估滤波器的滤波效果和性能。

在MDF设计过程中1.确定滤波器的设计目标和性能指标，并根据需要选择合适的设计方法。

2.选择合适的滤波器结构，根据实际应用需求进行优化。

带通带阻滤波

图11
图12
图13
4.4
低通：
输入频率KHz
实际截止频率KHz
输入频率KHz
实际截止频率KHz
1
0.88
11
10.2
2
1.8
12
11.5
3
3
13
12.1
4
3.81
14
12.9
5
4.8
15
14.2
6
5.43
16
15.3
7
6.7
17
15.8
8
7.56
18
17.4
9
8.5
19
18.1
10
9.3
20
18.9
图5
图6
图7中，红色为输入波形，绿色为二阶输出波形，蓝色为四阶输出波形，黄色为六阶输出波形；图8中，红绿蓝分别表示二、四、六的频率响应图。
图7
图8
图9
4.3.3
图9中的绿色是输入的1kHz的方波，其中带有1khz、3khz、5khz、7khz……奇次谐波。经过频带为1Khz-10Khz的带通滤波器后，输出波形为图9中的红色波形。经过对红色波形进行傅里叶分析得到图10；从图10可以看到的频率分量有1khz、3khz、5khz、7khz、9khz的分量输出。其他的频率分量都被滤掉。
根据题目的要求f/fo=2 (高通f/fo=1/2)从通带截止频率处到2倍通带截止频率处衰减32db以上，则有：
dB
得到：n>=5.3(n取整数)
经上述计算至少需要6阶巴特沃斯滤波器才符合要求。
2、电阻和电容的确定：
设通带截止频率为f0＝1kHz。
根据fo=1/（2лRC）= 1000(kHz)，考虑电阻、电容的系列值，首先选取RC滤波网络中的电容为C=2200PF。

二介带阻滤波器的设计说明

模拟电路课程设计报告设计课题：二阶带阻滤波器的设计专业班级：学生：学号：指导教师：设计时间： 2011年12月12日题目二阶带阻滤波器的设计一、设计任务与要求1．截止频率fH ＝2000Hz,fL=200Hz；2．电压增益AV=1----2；3．阻带衰减速率为-40dB/10倍频程；4．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

二、方案设计与论证将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器，再将两个电路的输出电压求和，就可以得到带阻滤波器，其中低通滤波器的截止频率fp1应小于高通滤波器的截止频率fp2,因此电路的阻带为（fp2-fp2).实用电路常利用无源LPF和HPF 并联构成带阻滤波器电路，然后接同向比例运算电路，从而得到有源带阻滤波器，由于两个无源滤波电路均由三个元件构成英文字母Ｔ，故称之为双Ｔ网络。

根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式，建立起系数的方程组。

根据课设要求，我们选择巴特沃斯（butterworth）滤波电路。

巴特沃斯滤波器的幅频响应在通带中具有最平幅度特性，但是通带到阻带衰减较慢。

由于要求为-40dB/十倍频程，选择二阶有源低通滤波器电路，即n=2。

方案一、压控电压源二阶带阻滤波器这种电路的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带，信号不能通过（或受到很大衰减或抑制），而在其余频率围，信号则能顺利通过。

在双T网络后加一级同相比例运算电路就构成了基本的二阶有源BEF。

电路图如下：方案二、无限增益多路负反馈二阶带阻滤波器该电路由二阶带通滤波器和一个加法器组成三、单元电路设计与参数计算(1)直流电源部分直流电源由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路四部分构成。

1、稳压电源的组成框图2、电路图3、整流、滤波电路用四个整流二极管组成单相桥式整流电路，将交流电压Ｕ2变成脉动的直流变压整流滤波稳压负载电压,为了减小电压的脉动，再经滤波电容C1滤除纹波,输出直流电压Ui ，U I =1.2U2为了获得较好的滤波效果，在实际电路中，应选择滤波电容的容量满足RLC=(3～5)T/2的条件。

数字信号处理课程设计之带阻滤波器汇总

课程设计报告(2013-- 2014年度第一学期)名称: 数字信号处理题目：带阻FIR数字滤波器设计院系：动力系班级：测控11K2学号：学生姓名：指导教师：白康设计周数：一周成绩：日期：2014年01月13日《数字信号处理》课程设计任务书一、目的与要求能够运用本课程中学到的知识，设计基于窗口函数法的FIR 数字滤波器。

要求掌握数字信号处理的基本方法；FIR滤波器的设计步骤和方法；能够熟练采用C 语言或MATLAB语言进行计算机辅助设计和仿真验证设计内容的合理性。

二、主要内容1）掌握设计数字滤波器的基本步骤；2）重点掌握利用窗口函数法设计FIR数字滤波器的设计方法，不同窗函数对滤波器滤波性能的影响以及滤波器单位冲激响应长度对滤波器延时特性的影响；3）能够利用傅立叶变换在理论上分析滤波器的频率响应；4）掌握计算机C语言或MATLAB的编程技巧；三、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1 熟悉利用窗口函数法设计FIR带2天阻滤波器的方法和步骤，针对具体题目进行设计2 编制程序2天3 调试，答辩1天四、设计（实验）成果要求设计报告五、考核方式答辩+平时表现学生姓名：指导教师：白康20014年1月13 日数字信号处理课程设计一、设计目的与要求能够运用本课程中学到的知识，设计基于窗口函数法的FIR 数字滤波器。

要求掌握数字信号处理的基本方法；FIR 滤波器的设计步骤和方法；能够熟练采用C 语言或MATLAB 语言进行计算机辅助设计和仿真验证设计内容的合理性。

二、正文 1．设计题目：采用窗口函数法设计一个带阻FIR 数字滤波器，要求设计的频率响应为⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤≤≤+≤≤-πωππωπωπωω5.03.0,05.0)(2.06.0,05.01)(05.01j j e H and e H 2．设计步骤（1）根据设计要求，确定FIR 滤波器的频率响应，包括截止频率、过渡带、阻带最小衰减：由设计题目可得知滤波器的通带0.6πωπ≤≤||通带宽度0.4π和0πω2.0||≤≤，通带宽度0.2π，过渡带πωπ3.0||2.0≤≤宽度0.1π和πωπ6.0||5.0≤≤，过渡带宽0.1π，阻带πωπ5.0||3.0≤≤宽度0.2π，阻带最小衰减为dB 2605.0lg 20=-）（。

VHF频段高温超导带阻滤波器的仿真设计

VHF频段高温超导带阻滤波器的仿真设计王哲;张胜杰;韩飞【摘要】介绍了一款VHF频段高温超导带阻滤波器的仿真设计过程。

该滤波器采用传统的切比雪夫综合方法，其结构为四个带有加载电容的谐振器与主线耦合，再利用强大的平面电磁仿真软件sonnet对其进行仿真设计，并通过调节谐振器的长度以及加载电容的大小使其谐振在阻带中心频率98 MHz，最后通过调节每个谐振器与主线的耦合间距调节其陷波深度和带外特性。

仿真采用的基板为LaAlO3，介电常数为23.75，基板厚度为0.5 mm。

仿真得到的滤波器指标为：阻带为101 MHz～108 MHz，中心频率S21小于－40 dB，使其与主线的耦合间距最小控制在0.1 mm。

该设计可以作为超导接收前端低噪声放大器前面的带阻滤波器起到陷波作用。

【期刊名称】《物联网技术》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P37-38,41)【关键词】超导滤波器;带阻滤波器;VHF频段;仿真【作者】王哲;张胜杰;韩飞【作者单位】杭州电子科技大学天线与微波技术研究所，浙江杭州 310018;杭州电子科技大学天线与微波技术研究所，浙江杭州 310018;杭州电子科技大学天线与微波技术研究所，浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TN713高温超导滤波器是微波接收系统的关键部件，其用于无线系统接收前端可以提高接收机的性能[1]。

随着微波技术应用的逐渐深入，电磁环境愈来愈复杂，可能在有用的信道内出现一些干扰信号，此时就需要有性能优越的带阻滤波器来滤除干扰。

为了除去系统中很强的干扰，要求滤波器的阻带有较高的抑制度；为了提高通信容量和避免相邻信道间的干扰，要求滤波器必须有陡峭的带外抑制；为了提高信噪比，要求通带内有低的插入损耗；而为了减小信号的失真，又要求通带内有平坦的幅频特性和群延时特性；为了使系统能在宽频带下工作，要求带阻滤波器的寄生阻带较远。

超导带阻滤波器由于其优越的性能，在超导接收前端得到越来越多的青睐。