带通和带阻滤波器的仿真
LC带通滤波器的设计与仿真设计毕业设计(论文)
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。
带通滤波器的PSPICE仿真
带通滤波器的PSPICE仿真⽬录摘要 (1)1绪论 (1)2仿真软件OrCAD/PSpice (2)3原理分析 (6)4原理图 (6)5ORCAD设计具体步骤 (7)6仿真波形 (12)7结束语 (13)8参考⽂献 (14)带通滤波器的PSPICE仿真摘要：带通滤波器是⽤来通过某⼀频段内的信号，抑制此外频段的信号。
带通滤波器重要有两类，⼀类是窄带带通滤波器（简称窄带滤波器），另⼀类是宽带带通滤波器（简称宽带滤波器）。
窄带滤波器⼀般⽤带通滤波器电路实现，宽带滤波器通常⽤低通滤波器和⾼通滤波器级联实现。
本⽂主要应⽤⼀种电⼦系统优秀仿真软件——orCAD，通过该软件设计与仿真带通滤波电路, 以获得理想的实验结果。
关键词：capture电路设计; PSpice模拟仿真; 带通滤波器Abstract: Belt-filter is used by a band of the signal contain Furthermore band signal. Belt-filter is an important two categories : one category is Narrowband belt-filter (short for Narrowband filter), the other is broadband take-filter (short for broadband filters). Narrowband filters generally used to achieve access to filter circuits, broadband filter normally used high - and low-filter filter cascading achieved. The main application of a fine simulation software --orCAD electronic systems through the design and simulation software to filter circuits - in order to obtain the desired experimental results.Keyword: Capture electric circuit design; PSpice emulation imitates really; Belt-filter1绪论⼤部分运算放⼤器要求双电源(正负电源)供电，为简化电路，在放⼤交流信号的应⽤中，可以采⽤单电源（正电源或负电源）供电，应此要求将集成运放组成的交流放⼤器设计成单电源供电⽅式。
《2024年耦合带通滤波器的仿真与设计》范文
《耦合带通滤波器的仿真与设计》篇一一、引言随着通信技术的不断发展，信号处理技术也日益成为研究的热点。
在信号处理中，滤波器是一种重要的器件，用于从混合信号中提取所需信号。
其中，带通滤波器是一种能够通过特定频率范围内的信号并抑制其他频率信号的滤波器。
耦合带通滤波器则是带通滤波器中的一种，其通过电感或电容等元件将不同频率的信号进行耦合和滤波。
本文旨在探讨耦合带通滤波器的仿真与设计，以期为相关领域的研究提供一定的参考。
二、耦合带通滤波器的基本原理耦合带通滤波器主要由电感、电容等元件组成，通过这些元件的耦合作用，实现对特定频率范围内信号的滤波。
其基本原理是利用电感、电容等元件的频率特性，使不同频率的信号在传输过程中产生不同的相移和衰减，从而实现滤波。
三、耦合带通滤波器的设计1. 设计目标与参数设定在耦合带通滤波器的设计中，首先需要明确设计目标，如所需通过的频率范围、滤波器的插损、回波损耗等指标。
然后根据这些指标进行参数设定，如电感、电容的值等。
2. 元件选择与电路拓扑在选择元件时，需要考虑元件的频率特性、精度、稳定性等因素。
常用的电感元件有空气电感、磁芯电感等；常用的电容元件有陶瓷电容、电解电容等。
根据设计需求和元件特性，选择合适的电路拓扑，如T型、π型等。
3. 仿真与分析利用仿真软件对电路进行仿真，观察电路的频率响应、插损、回波损耗等指标是否满足设计要求。
通过对仿真结果的分析，不断调整电路参数，以达到最佳性能。
四、耦合带通滤波器的仿真仿真是一种重要的手段，可以帮助我们更好地理解电路的性能和优化电路设计。
在仿真过程中，我们可以观察电路的频率响应、插损、回波损耗等指标的变化，从而了解电路的性能特点。
对于耦合带通滤波器，我们可以通过改变电感、电容等元件的参数来调整其性能。
在仿真过程中，我们可以使用各种工具来帮助我们更好地分析和优化电路设计。
五、实验与结果分析在完成电路设计后，我们需要进行实验验证。
通过实验测试电路的频率响应、插损、回波损耗等指标，将实验结果与仿真结果进行对比，以验证设计的正确性和可行性。
带通滤波器的仿真
电子科技大学中山学院电子工程系之宇文皓月创作学生实验陈述课程名称HFSS电磁仿真实验实验名称实验一-带通滤波器的仿真班级，分组14无线技术实验时间 2017年03月07日姓名，学号指导教师袁海军报告内容一、实验目的（1）加深对滤波器理论方面的理解，提高用程序实现相关信号处理的能力；（2）掌握HFSS实现带通滤波器混频的方法和步调；（3）掌握用HFSS实现带通滤波器的设计方法和过程，为以后的设计打下良好的基础。
二、实验原理和电路说明带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。
一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。
这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来发生.三、实验内容和数据记录为了方便创建模型，在Tools>Options>HFSSOptions中将Duplicate boundaries with geometry复选框选中，这样可以使得在复制模型的同时，所设置的鸿沟也一同复制。
2）设置求解类型将求解类型设置为激励求解类型：（1）在菜单栏中点击HFSS>SolutionType。
（2）如图5-1-7所示，在弹出的SolutionType窗口中：(a)选择DrivenModal。
(b)点击OK按钮。
图5-1-7设置求解类型3）设置模型单位（1）在菜单栏中点击3DModeler>Units。
（2）在弹出的如图5-1-8所示的窗口中设置模型单位，在此可选择：mm。
图5-1-8设置单位4）建立滤波器模型（1）首先建立介质基片，建立后的模型如图5-1-9所示。
图5-1-9建立介质基片（a）在菜单栏中点击Draw>Box或者在工具栏中点击按钮，这时可以在3D窗口中创建长方体模型。
（b）在右下角的坐标输入栏中输入长方体的起始点位置坐标，即X：-20，Y：-35，Z：0.0按回车键结束输入。
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。
ads滤波器仿真实验报告
一．滤波器的基本原理滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带内频率信号呈现匹配传输，对阻带频率信号失配而进行发射衰减，从而实现信号频谱过滤功能。
典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性。
镜像参量法和插入损耗法是设计集总元件滤波器常用的方法。
对于微波应用，这种设计通常必须变更到由传输线段组成的分布元件。
Richard变换和Kuroda恒等关系提供了这个手段。
在滤波器中，通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性，即L A=10lg P inP LdB；在该式中，Pin 和PL分别为输出端匹配负载时的滤波器输入功率和负载吸收功率。
为了描述衰减特性与频率的相关性，通常使用数学多项式逼近方法来描述滤波器特性，如巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数型、高斯多项式等。
滤波器设计通常需要由衰减特性综合出滤波器低通原型，再将原型低通滤波器转换到要求设计的低通、高通、带通、带阻滤波器，最后用集总参数或分布参数元件实现所设计的滤波器。
滤波器低通原型为电感电容网络。
其中，元件数和元件参数只与通带结束频率、衰减和阻带起始频率、衰减有关。
设计中都采用表格而不用繁杂的计算公式。
表1-1列出了巴特沃兹滤实际设计中，首先需要确定滤波器的阶数，这通常由滤波器阻带某一频率处给定的插入损耗制约。
图1-1所示为最平坦滤波器原型衰减与归一化频率的关系曲线。
图1.1 最大平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线二、S参量的描述高频S参量和T参量用于表征射频/微波频段二端口网络(或N端口网络)的特性。
基于波的概念，它们为在射频/微波频段分析、测试二端口网络，提供了完整的描述。
由于电磁场方程和大多数微波网络和微波元件的线性，散射波的幅值(即反射波和透射波的幅值)是与入射波的幅值呈线性关系的。
描述该线性关系的矩阵称为“散射矩阵”或S矩阵。
低频网络参量(如Z、Y矩阵等)是以各端口上的净(或总)电压和电流来定义的，而这些概念在射频/微波频段已不切实际，需重新寻找能描述波的叠加的参量来定义网络参量。
模拟滤波器中的通带和阻带计算
模拟滤波器中的通带和阻带计算滤波器是一种电子设备，用于改变信号的频率特性。
在滤波器设计中，通带和阻带是两个重要的概念。
本文将介绍模拟滤波器中的通带和阻带的计算方法。
一、通带计算方法通带是指滤波器在频率范围内能够通过信号的区域。
在模拟滤波器中，通带通常定义为滤波器增益大于等于某个给定值的频率范围。
通带的计算方法根据不同类型的滤波器而有所差别。
1. 低通滤波器低通滤波器是指只允许低于截止频率的信号通过的滤波器。
通常，通带从直流到截止频率之间。
对于一个给定的低通滤波器，通带的计算方法如下：通带频率下限（f1）= 0（直流）通带频率上限（f2）= 截止频率（fc）2. 高通滤波器高通滤波器是指只允许高于截止频率的信号通过的滤波器。
通常，通带从截止频率到无穷大。
对于一个给定的高通滤波器，通带的计算方法如下：通带频率下限（f1）= 截止频率（fc）3. 带通滤波器带通滤波器是指只允许在两个截止频率之间的信号通过的滤波器。
通常，通带从低截止频率到高截止频率。
对于一个给定的带通滤波器，通带的计算方法如下：通带频率下限（f1）= 低截止频率（fl）通带频率上限（f2）= 高截止频率（fh）4. 带阻滤波器带阻滤波器是指只阻止在两个截止频率之间的信号通过的滤波器。
通常，通带在低于第一个截止频率和高于第二个截止频率之间。
对于一个给定的带阻滤波器，通带的计算方法如下：通带频率下限（f1）= 低截止频率（fl）通带频率上限（f2）= 高截止频率（fh）二、阻带计算方法阻带是指滤波器在频率范围内能够抑制信号的区域。
与通带类似，阻带的计算方法也会根据不同类型的滤波器而有所差别。
1. 低通滤波器对于一个给定的低通滤波器，阻带的计算方法如下：阻带频率下限（f1）= 截止频率（fc）2. 高通滤波器对于一个给定的高通滤波器，阻带的计算方法如下：阻带频率下限（f1）= 0（直流）阻带频率上限（f2）= 截止频率（fc）3. 带通滤波器对于一个给定的带通滤波器，阻带的计算方法如下：阻带频率下限（f1）= 0（直流）到低截止频率（fl）阻带频率上限（f2）= 高截止频率（fh）到无穷大4. 带阻滤波器对于一个给定的带阻滤波器，阻带的计算方法如下：阻带频率下限（f1）= 低截止频率（fl）到高截止频率（fh）阻带频率上限（f2）= 无穷大综上所述，模拟滤波器中的通带和阻带的计算方法根据不同类型的滤波器而异。
带通滤波器系统仿真及设计说明
信息与电气工程学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书（2013/2014学年第二学期）题目：带通滤波器系统仿真及设计专业班级：通信工程学生：学号：指导教师：设计周数： 2 周2014年7月11日目录1设计目的与要求 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计要求 (2)2振荡器设计 (2)2.1振荡器的组成 (2)2.2振荡器的参数计算 (2)2.3仿真原理图 (3)2.4仿真结果 (3)3带通滤波器设计 (4)3.1滤波器原理 (4)3.2方框图 (4)3.3带通滤波器参数 (5)3.4仿真原理图 (5)3.5仿真结果 (6)4系统整体 (7)4.1仿真原理图 (7)4.2仿真结果 (7)5实际结果 (10)6实践心得 (11)7参考文献 (11)带通滤波器系统仿真及设计1设计目的与要求1.1设计目的（1）学习电源、振荡器、二阶RC有源带通滤波器的设计原理；.（2）由电源、振荡器、滤波器设计指标计算电路元件参数；（3）设计电源、振荡器、二阶RC有源带通滤波器；（4）熟练掌握焊接技术及multisim软件的应用；（5）测量有源滤波器的幅频特性。
1.2 设计要求（1）设计一个线性电源，根据整流、滤波、稳压原理设计正负5V直流电源；（2）根据文氏桥原理设计一正弦波振荡器，该振荡器频率可调，能满足该滤波系统的所要求的频率围和幅度，在此基础上设计带通滤波器（中心频率为1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz；通带增益Ap=1~5）；（3）设计方法：采用各种电子器件构成带通滤波器电路。
（4）画出有源滤波器的幅频特性曲线图；（5）写出设计报告。
2振荡器的设计2.1振荡器的组成（1）正反馈环节:由RC串、并联电路构成，同时起相位起振作用和选频作用。
同步调整串并联RC谐振电路中的两个电阻，或者同步调整两个电容，可以调整振荡频率，本电路采用的是固定电容值，同时改变两个电阻来进行振荡频率的调节。
（2）负反馈环节:由、、及二极管等元件构成，其中、、主要作用是引入负反馈。
SIW带通滤波器仿真设计讲课教案
S I W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。
无源和有源低通、高通、带通、带阻滤波器实验
无源和有源低通、高通、带通、带阻滤波器实验一、实验目的1、熟悉RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2、学习滤波器的幅频特性的测试方法3、比较RC 无源滤波器和有源低通滤波器的幅频特性 二、仪器设备1、TKSS －C 型信号与系统实验箱2、双踪示波器 三、原理说明滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，工程上常用它作信号处理、数据传输和抑制干扰等。
这些网络可以是由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器，也可以是由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。
根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF ）、高通滤波器（HPF ）、带通滤波器（BPF ）和带阻滤波器（BEF ）四种。
无源低通滤波器（R1=R2=1k Ω，C1=C2=0.01uF ）图2-1(a) 无源低通滤波器它的增益或转移电压函数为020220311)(311)(ωωωωωωωj RC RC j V V j K S +−=−+==(2-1)式中RC 10=ω称为中心频率。
其幅频特性为20220222220)(9)1(1)3()1(1)()(ωωωωωωωω+−=+−===RC C R V V j K K S(2-2)低通滤波器的幅频特性如图2-1(b)所示，图中实线为理想低通滤器的幅频特性，虚线为实际低通滤波器的幅频特性。
图2-1(b) 低通滤波器的幅频特性有源低通滤波器图2-1（c ）所示为一个二阶有源低通滤波器。
它的增益或转移电压函数)(ωj K 可用节点法求得。
（R1=R2=1k Ω，C1=C2=0.01uF ）图2-1(c)020222220211211)1(1)(ωωωωωωωωj cRj R C CR j V V j K S+−=+−=+==&& (2-3)于是幅频特性20222022222224114)1(1)(ωωωωωωω+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=+−=R C C R K (2-4)比较式(2-2)与式(2-4)，可以看出，它们在形式上完全相同。
模拟高通带通滤波器设计
G( p)
1
p2 2p 1
(4) 带阻滤波器旳H(s)为
H(s) G( p)
p
s2
sB 02
s4
s4 202s2 04 2Bs2 (B2 202 )s2 2B02s 04
6.5 数字高通、带通和带阻滤波器旳设计
数字滤波器旳指标 2 tan 1 T2
H(Z) 双线性变换法
模拟滤波器指标 ALF旳指标
转换关系 低通归一化旳系统函数G(p)
模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器
由低通模拟原型到模拟高通旳变换关系为
s
c
s2 1h s(h 1)
根据双线性变换，模拟带通与数字带通之间旳S平面与Z平面旳
关系仍为
s
2 T
1 1
z 1 z 1
s
c
2 T
1 1
z 1 z 1
2
1h
2 T
1 1
z 1 z 1
q
高通归一化旳系统函数H(q)
q=s/B
p s2 lu s(u l )
H (s) G( p) p s2lu s(u l )
总结模拟带通旳设计环节：
(1)拟定模拟带通滤波器旳技术指标，即：
带通上限频率 u ，带通下限频率 l 下阻带上限频率 s1 ,上阻带下限频率 s2
通带中心频率 02 lu ，通带宽度 B u l
去归一化，将p=s/Ωc代入上式得到：
G(s)
2c
s2 2cs 2c
(5) 将模拟低通转换成模拟高通。将G(s)
旳变量换成1/s，得到模拟高通Ha(s)：
Ha
(s)
G(1) s
2c s2
2c s2 2cs
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。
低通、高通、带通、带阻、全通、三运放差分滤波器
第六次试验生物医学工程班3010202294吴坤亮一、实验内容:搭建滤波器（低通、高通、带通、带阻、全通）加以分析，搭建三运放差分滤波器，并加以分析。
二：（滤波器）简单低通滤波器简单高通滤波器由上图搭建电路，接入负载f H、f H会发生变化，为了减小负载效应，可以在输出端串接一个电压跟随器，因为电压跟随器的输入电阻很大。
（以下电路在此基础构造）1、低通滤波器：电路图如下：f H=1/(2πRC)=1KHZ，放大倍数K=（1+R f/R1）=4.以下图均为（蓝线为输入，黄线为输出）50HZ CH1 CH2200HZ CH1 CH2500HZ CH1 CH2900HZ CH1 CH2 由以上波形比例可知，实验成功。
2、高通滤波器：f l=1/(2πRC)=1KHZ，放大倍数K=（1+R f/R1）=4.200HZ CH1 CH2500HZ CH1 CH21000HZ CH1 CH25KHZ CH1 CH230KHZ CH1 CH275KHZ（失真）CH1 CH2高通电路上限是有限制（不是很理解），正常增益内输入输出信号存在相移。
（以下带通、带阻可以通过低通带通的电路构造出来，我做了尝试误差较大，这里不再试用）3、带通滤波器：（中心频率）f o=1/（2πc（R1R2）1/2）=2022HZ,f BW=1/(R2C)=1000HZ(2.7HZ1.00vpp)数据图如下：4、带阻滤波器：它常用于通信和生物医学仪器中以清除无用的频率分量（如50HZ的电源频率等）f o=1/2πRC=4.423KHZ。
以下为不同频率下的波形：f=1KHZf=4.432KHZf=45KHZ实验测量数据如下：5、全通滤波器：输入信号所有无衰减地通过的一种滤波器。
但它对不同的频率分量提供不同的相移。
传输线（如电话线）常常会引起输入信号的相位移动，故全通滤波器称为相位校正器或延迟均衡器。
∠H（jw）=-2arctan（wRC）以下为调节R所得位移波形：R=834Ω R=19.57kΩR=26.9Ω相位移动明显二、三运放差分滤波器电路图如下：电路分析：差模增益：Avd=（R1+R2+R6）/R6*（R4/R3）=17共模增益：Avc=Rw/( R5+Rw)* (R3+R4)/ R3- R4/R3=0；（R w=16K）所以电路的共模抑制比CMRR为：CMRR= Avd/ Avc=[(R1+R2+Rw)/ Rw*(R4/R3)]/ [Rw/( R5+Rw )* (R3+R4)/ R3- R4/R3]=无穷大（理论上）1、首先调节共模抑制，使其简直最低方法（将两输入端接相同信号）（输入1KHZ、1vpp）（以下为输出波形和数据）R=24.1KR=19.6KR=16K（最好）R=11.96K （又开始变大）R=6.74K(可知R w=R4=16K，共模抑制比最大，实验与理论最大程度的吻合)以下为Vi1接正弦信号，Vi2接地2、输入50mvpp观察频率对其影响（以下为输出）f=50HZf=5KHZf=10.5KHZ（开始发生变化）f=50KHZf=500KHZf=1M（在示波器上显示为失真导出图片只是它的某一帧）3、5KHZ下不同伏值对其影响（蓝线为输入、黄线为输出）30mvpp（无放大）35mvpp40mvpp（很好）50mvpp（很好）160mvpp（失真）600mvpp8vpp以下图形为Vi1用手捏住做输入其他不变（娱乐）：。
带通带阻滤波
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。
ads滤波器仿真实验报告_图文
一．滤波器的基本原理滤波器的基础是谐振电路，它是一个二端口网络，对通带内频率信号呈现匹配传输，对阻带频率信号失配而进行发射衰减，从而实现信号频谱过滤功能。
典型的频率响应包括低通、高通、带通和带阻特性。
镜像参量法和插入损耗法是设计集总元件滤波器常用的方法。
对于微波应用，这种设计通常必须变更到由传输线段组成的分布元件。
Richard变换和Kuroda恒等关系提供了这个手段。
dB；在该式在滤波器中，通常采用工作衰减来描述滤波器的衰减特性，即L A=10lg P inP L中，P in和P L分别为输出端匹配负载时的滤波器输入功率和负载吸收功率。
为了描述衰减特性与频率的相关性，通常使用数学多项式逼近方法来描述滤波器特性，如巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数型、高斯多项式等。
滤波器设计通常需要由衰减特性综合出滤波器低通原型，再将原型低通滤波器转换到要求设计的低通、高通、带通、带阻滤波器，最后用集总参数或分布参数元件实现所设计的滤波器。
滤波器低通原型为电感电容网络。
其中，元件数和元件参数只与通带结束频率、衰减和阻带起始频率、衰减有关。
设计中都采用表格而不用繁杂的计算公式。
表1-1列出了巴特沃兹滤表1-1 巴特沃兹滤波器低通原型元器件值实际设计中，首先需要确定滤波器的阶数，这通常由滤波器阻带某一频率处给定的插入损耗制约。
图1-1所示为最平坦滤波器原型衰减与归一化频率的关系曲线。
图1.1 最大平坦滤波器原型的衰减与归一化频率的关系曲线二、S参量的描述高频S参量和T参量用于表征射频/微波频段二端口网络(或N端口网络)的特性。
基于波的概念，它们为在射频/微波频段分析、测试二端口网络，提供了完整的描述。
由于电磁场方程和大多数微波网络和微波元件的线性，散射波的幅值(即反射波和透射波的幅值)是与入射波的幅值呈线性关系的。
描述该线性关系的矩阵称为“散射矩阵”或S矩阵。
低频网络参量(如Z、Y矩阵等)是以各端口上的净(或总)电压和电流来定义的，而这些概念在射频/微波频段已不切实际，需重新寻找能描述波的叠加的参量来定义网络参量。
《耦合带通滤波器的仿真与设计》范文
《耦合带通滤波器的仿真与设计》篇一一、引言在现代电子通信系统中，滤波器作为信号处理的关键元件，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
耦合带通滤波器作为其中的一种重要类型，其设计及仿真过程显得尤为重要。
本文将详细介绍耦合带通滤波器的设计原理、仿真方法以及实际设计过程中的注意事项。
二、耦合带通滤波器的基本原理耦合带通滤波器是一种能够允许特定频段的信号通过，同时抑制其他频段信号的滤波器。
其基本原理是通过电感、电容等元件的耦合作用，实现信号的频率选择。
在耦合带通滤波器中，信号的传输和耦合过程主要依赖于电路中各元件的参数以及电路的拓扑结构。
三、耦合带通滤波器的设计1. 设计指标确定在设计耦合带通滤波器时，首先需要确定设计指标，包括通带频率范围、阻带抑制比、插入损耗等。
这些指标将直接影响到滤波器的性能。
2. 选择电路拓扑结构根据设计指标，选择合适的电路拓扑结构。
常见的耦合带通滤波器电路拓扑结构包括T型、π型、环形等。
每种拓扑结构都有其优点和适用范围，需要根据具体需求进行选择。
3. 计算元件参数根据选定的电路拓扑结构和设计指标，计算电路中各元件的参数，包括电感、电容、电阻等。
这一过程需要运用电路理论、电磁场理论等相关知识。
4. 仿真验证利用仿真软件对设计好的耦合带通滤波器进行仿真验证。
通过仿真，可以观察到滤波器的频率响应、相位响应等性能指标，以及各元件之间的耦合关系。
根据仿真结果，对设计进行优化和调整。
四、仿真方法及软件选择1. 仿真方法仿真方法主要包括时域仿真和频域仿真。
时域仿真可以观察到信号在时间域的变化，而频域仿真则可以观察到信号在频率域的响应。
在耦合带通滤波器的设计中，通常采用频域仿真方法。
2. 软件选择常用的电子电路仿真软件包括MATLAB、Simulinks、ADS 等。
这些软件具有强大的电路仿真功能，可以方便地进行耦合带通滤波器的设计和仿真。
在选择软件时，需要根据具体需求和软件的功能特点进行选择。
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。
有源滤波器Multisim 仿真 低通 高通 带通 带阻
有源一阶低通滤波器XSC1通带截止频率：假设R R 3=，，C C 1=H f RCπ1=2 通带电压放大倍数：f up R A R 1=1+有源二阶压控低通滤波器Rf R1品质因数：upQ A 1=3-，0.5≤Q ≤100，一般选取Q =1附近的值通带截止频率：假设R R R 32==，C C C 12==，H f RCπ1=2 通带电压放大倍数：f up R A R 1=1+有源二阶压控高通滤波器Rf R1通带电压放大倍数：f up R A R 1=1+通带截止频率：假设R R R 32==，C C C 12==，L f RCπ1=2 品质因数：upQ A 1=3-有源二阶压控带通滤波器Rf R110k Ω通带电压放大倍数：uf up ufA A A =3-。
f up R A R 1=1+应小于3，否则电路不能稳定工作。
通带中心频率：假设R R R R 234=2=2=2，C C C 12==，通带中心频率f RCπ01=2通带宽度：()H L uf BW f f A f 0=-=3-，()L uf f f A 0⎤=-3-⎦2，()H uf ff A 0⎤=+3-⎦2有源二阶压控带阻滤波器Rf R1f uf R A R 1=1+应小于2，否则电路不能稳定工作阻带宽度：()H L uf f BW f f A f Q 00=-=22-=，其中()uf Q A 1=22-，()L uf f A f 0⎤=-2-⎦，()H uf A f 0阻带中心频率：假设，C C C C 1232=2==2R R R R 342==2=，阻带中心频率f RCπ01=2 f ⎤=+2-⎦。
微带线带通滤波器仿真设计
微带线带通滤波器仿真设计1 绪论微波滤波器是现代社会中常用的一种选频装置。
它的主要作用是对信号进行处理，根据设置的一定频率选择出有用的信号，滤除不需要的信号。
微波滤波器采用最重要的元件之一是一种用微带线作为传输线的微带电路，微带电路具有体积小、频带宽、重量轻和可靠性高等特征。
这是由于这些优点，近年来微带电路被广泛用于微波电路中，对微波电路的发展具有较大的意义。
当然，滤波器的性能会影响电路的性能指标，因此，我们需要设计出一个高性能的滤波器，这样更有利于对微波电路系统的设计。
传统滤波器制作的工作量大，计算方法比较复杂，而且效果较差，但是随着软件技术飞速的发展，如今在设计滤波器的方法上也变得更多、更快、更好。
本设计便是采用微带电路的这些特征，设计出微带线带通滤波器，该滤波器采用先进设计系统（ADS ）进行仿真设计，不仅提高了工作效率，同时也有利于进一步对微带滤波器的优化。
1.1微带线滤波器的发展历程1958年，平行耦合传输线滤波器的结构被Seymour B.Cohn提出，该结构是通过平行的微带线之间形成耦合电路，从而在平面结构下实现了滤波，如图 1.1-1所示为平行耦合传输线滤波器。
平行耦合传输线滤波器的优点在于它可以对滤波器阶数和极点的个数进行控制，从而提高了滤波器的带宽，插入损耗以及稳定性。
平行耦合传输线滤波器具有微带线耦合性质，在当时具有较大意义。
U)1~ plad rMOiia cur filtjef*; G B》cn<d coupleQi： awl (r i p.mJlcI -tipled图1.1-1 平行耦合传输线滤波器随后出现了介质谐振器，P.D.Richtmeyer 利用介质块的电磁谐振的小尺寸和高 Q 值这两个优点，但是这种滤波器在实际使用中却没有得到推广，原因是这种材料的温度 稳定性很低。
20世纪60年代，具有良好的温度稳定性和高 Q 值的陶瓷材料的出现使介 质滤波器在使用中逐渐被认可。
WIFI频段带通滤波器设计仿真
WIFI频段带通滤波器设计仿真
提出了一种小型多层低温共烧陶瓷(LTCC)三级带通滤波器的结构并给出其设计方法。
该滤波器采用阶跃阻抗谐振器(SIR)作为谐振单元，可以有效编短谐振器长度。
各级谐振器分别位于两个平面，且采用紧凑的旋转对称结构，极大地减小了体积。
通过在输入输出抽头之间跨接电容的方法增加了一个传输零点,使得滤波器频响曲线更为陡峭。
该滤波器尺寸小，谐波抑制能力强，在小型化微波通信系统以及雷达系统中有着广阔的应用前景。
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带通和带阻滤波器的仿真
在射频通信系统中，无论发射机还是接受机都需要选择特定频率的信号进行处理，滤除其它频率的干扰信号。
在射频通信中需要使用滤波电路用来分离有用的信号。
通常滤波器是具有频率选择性的双端口器件。
由于谐振器的频率选择性，所以规定的频率信号能够通过器件，而规定频率信号以外的能量被反射，从而实现频率选择的功能，是一种只传输指定频段信号，抑制其他频段信号的电路。
1.滤波器的分类
滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种，无源滤波器由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成；有源滤波器一般由集成运放与RC网络构成、性能稳定等优点，同时，由于集成运放的增益和输入阻抗都很小，输出阻抗很低，故有元滤波器还兼有放大与缓冲作用。
利用有源滤波器可以突出有用频率的信号，衰减无用频率的信号，抑制干扰和噪声，以达到提高信噪比或选频的目的，因而有源滤波器被广泛应用于、通信、测量及控制技术中的小信号处理。
从功能上有源滤波器分为，低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）、全通滤波器（APF）。
该仿真实验，主要讨论在ADS软件和Matlab软件下进行带通和带阻滤波器的相关参数和性能的仿真。
2.在ADS软件下带通滤波器的S参数仿真
带通滤波电路可以由电感L、电容C及电阻R的串联电路来构成，电路图如图2.1所示。
图 2.1
新建工程，选择【File】→【New Project】，系统出现新建工程对话框。
在name
栏中输入工程名。
单击OK，完成新建工程，此时原理图设计窗口会自动打开。
根据电路图要求，在左边选择要用的器件，连接好电路，设定频率范围为
0.1GHZ-10GHZ，选择S11进行仿真，仿真后的S11、S21图如图所示：
图（2.2） 带通S11参数
图（2.3） 带通S21参数
S 11(S22)参数是输入、输出端口的反射系数，由它可以换算出输入、输出的反射系数，由它可以换算出输入、输出端的电压驻波比。
如果反射系数过大，就会导致反射损耗增大，并且影响系统的前后级匹配，使系统性能下降。
S21(S12)是传输参数，滤波器通带、阻带的位置以及衰减、起伏全都表现在S21(S12)随频率变化曲线的形状上。
2.1 在Matlab 下的带通滤波器的电压传输特性曲线
滤波电路的特性可由传递函数来描述。
传递函数是输出与输入信号电压之比。
使用参数R=20欧、L=5nH 、C=2pF ，RL=RG=50欧，根据带通滤波电路各元件的串联关系，可得负载电压与源电压的电压传递函数为：
)
1
()()(C
L j R R R R H L G L
ωωω-
+++=
（2.1）
由公式（2.1）可得电压传递函数曲线：
图（2.1.1）电压传递函数曲线
由曲线可知在10GH 时电压传递系数模值是最大，因此在角频率10GH 时传输效果最好。
2.2 在Matlab 下的带通滤波器的电路衰减曲线
带通滤波器的衰减可以由：
)(20-ωωαH Lg =）（ （2.2）
带通滤波器的衰减如图所示，当角频率为10GH 时电路衰减是最小的，图中获得的衰减是从信号源到负载的功率衰减，并且考虑了信号源内部的损耗。
图（2.2.1）电路衰减曲线
3. 在ADS 下的带阻滤波器的S 参数仿真
带阻滤波电路可以由电感L、电容C及电阻R的并联电路来构成，电路图如图3.1所示。
图3.1
新建工程，选择【File】→【New Project】，系统出现新建工程对话框。
在name栏中输入工程名。
单击OK，完成新建工程，此时原理图设计窗口会自动打开。
根据电路图要求，在左边选择要用的器件，连接好电路，设定频率范围为0.1GHZ-10GHZ，选择S参数进行仿真，仿真后的S11、S21图如图所示：
图(3.2) 带阻S11参数
图（3.3）带阻S21参数
3.1在Matlab 下的带阻滤波器的电压传输特性曲线
由电感L 、电容C 及电阻R 的并联电路可以构成带阻滤波电路，根据电路串联并联计算，可以得到对于带阻滤波电路从信号源到负载的电压传递函数:
)1(11)(L
C j R R R R v v H L G L
i
O ωωω-++
+==（3.1）
使用参数为：R=20欧、2k 欧，L=5nH 、C=2pF ，RL=RG=50欧时的电压传递系数曲线为：
图（3.1.1）电压传递系数曲线
由曲线可知电压传递系数在谐振频率附近对频率的变化更敏感。
同时在绘图过程中发现了课本中的谐振频率的错误，课本中的图像给出谐振频率为10GH 而应该为0.01GH 。
3.2 在Matlab 下的带阻滤波器的电路衰减曲线
带阻滤波器的衰减可以由公式可得,根据参数可得R=20欧、2k 欧时的电路衰减曲线为：
图(3.2.1)电路衰减曲线
由曲线可知带阻电路的阻带随电阻R的增大而变窄。
显然电阻R越大意味着LC 谐振电路的损耗越小，电路具有更高的品质因数。
附录
图（2.1.1）程序：
w=1:1:100;
c=50./(120+j*(5.*w-10.^3./(2.*w)));
d=abs(c);
e=-20*log(d);
plot(w,e)
xlabel('w/GH')
ylabel('µç·˥¼õ' )
[a,b]=ginput
图（2.2.1）程序：
w=1:1:100;
a=linspace(1,1,100);
c=50./(120+j*(5.*w-10.^3./(2.*w)))
d=abs(c)
plot(w,d)
xlabel('½ÇƵÂÊw/GH')
ylabel('µçѹ´«µÝϵÊýÄ£Öµ')
[a,b]=ginput
图（3.1.1）程序：
w=0.000001:0.000001:0.1;
b=50./(100+1./(1/20+i*(2.*w-1./(5.*w.*10.^3))));
d=50./(100+1./(1/2000+i*(2.*w-1./(5.*w.*10.^3)))); c=abs(b);
plot(w,c,'r')
hold on
e=abs(d);
plot(w,e)
xlabel('w/GH')
ylabel('µçѹ´«µÝϵÊýÄ£Öµ')
legend('R=20Å·','R=2kÅ·');
图（3.2.2）程序：
w=0.0000001:0.0000001:0.1;
b=50./(100+1./(1/20+i*(2.*w-1./(5.*w.*10.^3))));
d=50./(100+1./(1/2000+i*(2.*w-1./(5.*w.*10.^3)))); c=abs(b);
f=-20*log(c);
plot(w,f,'r')
hold on
e=abs(d);
g=-20.*log(e);
plot(w,g)
xlabel('w/GH')
ylabel('Ë¥¼õϵÊý')
legend('R=20Å·','R=2kÅ·');。