低通和高通滤波器的设计与实现
高通滤波器和低通滤波器

⾼通滤波器和低通滤波器
曾经为了学⾼通滤波器的原理,还亲⾃⽤⽰波器测过信号的波形,⾃从做了那个实验,从此对⾼通滤波器有了更深⼀步的理解。
要制作⾼通滤波器或者低通滤波器,必须要先明⽩他们呢的含义,他们的特性如下:
⾼通滤波:⾼频信号可以通过,⽽低频信号不能通过。
低通滤波:低频信号可以通过,⽽⾼频信号不能通过。
⾼通滤波器的制作
如下图所⽰为⾼通滤波电路的原理图,它的原理很简单,⼀个电容和⼀个电阻就构成了⾼通滤波电路,它只运⽤了⼀个原理:就是电容
的“隔直通交”,即⾼频电流能通过电容,电容对⾼频电来说就是短路;⽽由于电容的“隔直通交”,对于低频信号⽽⾔,电容就是断路的,低频信号不能通过。
现在虽然知道了⾼频信号能通过,那么这时候就⼜有了疑问,就是这个⾼频信号最低是多少呢,低于这个值信号就不能通过了。
这就涉及到RC公式了,在模电中,有⼀个名词叫做截⽌频率,这现在的情况⽽⾔就是,它的最低频率,低于截⽌频率的信号不能通过,截⽌频率的公式为:f=1/(2πRC),假如上述电阻为10K,电容为0.78uf,则截⽌频率为;f=1/(2πRC)=20Hz.
低通滤波器的制作
如果⾼通滤波器学会了,低通滤波电路⾃然就迎刃⽽解了,下⾯对低通滤波电路做⼀个简短的分析,对于⾼频信号,电容相当于对地短路,所以⾼频信号就到此为⽌了,低频信号由于不能通过电容,这时候会作为输出信号传输给我们。
同样,低通滤波信号也有⼀个截⽌频率,这个截⽌频率是指的能通过的最⾼频的信号,当再⾼于这个信号时,会对地短路,它的公式和⾼通滤波是⼀样的即:f=1/(2πRC)。
假如上述电阻为1K,电容为0.13uf,则截⽌频率为f=1/(2πRC)=1224Hz,也就是只有低于1224Hz的信号能通过。
低通滤波器电路设计与实现

低通滤波器电路设计与实现一般来说,低通滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种。
无源滤波器是由被动元件(如电阻、电容、电感)构成的电路,直接利用被动元件的特性去除高频信号。
有源滤波器则在无源滤波器的基础上加入了主动元件(如运算放大器),增强了滤波器的性能和稳定性。
下面我们以RC无源低通滤波器为例,详细介绍低通滤波器的设计与实现。
RC无源低通滤波器是一种常见的一阶滤波器,由一个电阻R和一个电容C组成。
其基本原理是利用电容的电压延迟特性和电阻的阻性特性来实现滤波的目的。
首先,在设计RC无源低通滤波器时,首先需要确定滤波器的截止频率。
截止频率是指信号通过低通滤波器后,其幅频特性下降到-3dB时的频率。
通常情况下,截止频率可根据应用需求确定。
接下来,我们可以根据截止频率来选择合适的电容C和电阻R的数值。
根据RC滤波器的截止频率公式fc=1/(2πRC),可以得知,电容和电阻的数值越大,截止频率越低。
因此,在选择电容和电阻时,需要根据截止频率的要求来确定。
例如,假设我们要设计一个截止频率为1kHz的RC无源低通滤波器。
为了简化计算,假设我们选择电容为1μF,求解电阻的数值。
根据截止频率公式fc=1/(2πRC),我们可以得到R=1/(2πfc*C)。
代入数值,可得R=1/(2π*1000*1*10^-6)=159.2Ω。
因此,我们可以选择最接近该数值的标准电阻值,如160Ω。
在确定好电容和电阻的数值后,我们可以按照如下的图示,将它们组装成一个低通滤波器电路。
```---R------C---```在这个电路中,信号通过电容C后,会在电阻R上形成输出电压。
由于电容对高频信号的通过能力较差,高频成分将被滤除。
而对于低频信号,电容的阻抗相对较低,可以使其更容易通过。
因此,该电路实现了低通滤波的功能。
需要注意的是,实际电路中可能会存在元件的误差、电路的非理想性等因素,这些都可能会对滤波器的性能产生影响。
因此,在设计和实现低通滤波器时,需要对元件进行精确的选取和调试,并结合实际情况进行性能的评估和优化。
设计滤波器实验报告

设计滤波器实验报告设计滤波器实验报告引言:滤波器是信号处理中常用的工具,它可以通过选择性地传递或抑制特定频率的信号,对信号进行滤波。
本实验旨在设计并实现一个滤波器,通过对不同类型的信号进行滤波,验证滤波器的性能和效果。
一、实验目的本实验的主要目的是:1. 了解滤波器的基本原理和分类;2. 掌握滤波器的设计方法和实现技巧;3. 验证滤波器的性能和效果。
二、实验原理滤波器根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
低通滤波器能够通过低频信号,抑制高频信号。
高通滤波器则相反,能够通过高频信号,抑制低频信号。
带通滤波器则能够通过一定范围内的频率信号,抑制其他频率信号。
带阻滤波器则相反,能够抑制一定范围内的频率信号,通过其他频率信号。
三、实验步骤1. 确定滤波器类型和频率响应特性;2. 根据所选滤波器类型和频率响应特性,设计滤波器的传递函数;3. 根据传递函数,计算滤波器的电路参数;4. 根据计算结果,搭建滤波器电路;5. 连接信号源和示波器,输入信号;6. 调节信号源的频率,并观察示波器上的输出信号;7. 对比输入信号和输出信号的频谱特性,验证滤波器的性能和效果。
四、实验结果与分析在实验中,我们设计了一个低通滤波器,频率响应特性为通过0-1 kHz的低频信号,抑制1 kHz以上的高频信号。
通过计算和搭建电路,我们成功实现了滤波器的设计。
在实验中,我们输入了不同频率的信号,并观察了输出信号的频谱特性。
结果显示,当输入信号的频率低于1 kHz时,输出信号基本保持不变;当输入信号的频率高于1 kHz时,输出信号的幅度逐渐减小,直至完全抑制。
通过对比输入信号和输出信号的频谱特性,我们可以清楚地看到滤波器对高频信号的抑制效果。
这表明我们设计的滤波器能够有效地滤除高频噪声,保留低频信号。
五、实验总结本实验通过设计滤波器并验证其性能,使我们更加深入地了解了滤波器的原理和应用。
通过实际操作,我们掌握了滤波器的设计方法和实现技巧。
低通滤波器的设计与实现

低通滤波器的设计与实现在信号处理和通信系统中,滤波器是一种重要的工具,用于调整信号的频率分量以满足特定的需求。
低通滤波器是一种常见的滤波器类型,它能够通过去除高于截止频率的信号分量,使得低频信号得以通过。
本文将探讨低通滤波器的设计原理和实现方法。
一、低通滤波器的设计原理低通滤波器的设计基于滤波器的频率响应特性,通过选择合适的滤波器参数来实现对信号频谱的调整。
常见的低通滤波器有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器。
1. 巴特沃斯滤波器巴特沃斯滤波器是一种常见的低通滤波器,具有平坦的幅频特性,在通带内没有波纹。
其特点是递归性质,可以通过级联一阶巴特沃斯滤波器得到高阶滤波器。
巴特沃斯滤波器的设计需要确定截止频率和阶数两个参数。
截止频率确定了滤波器的频率范围,阶数决定了滤波器的陡峭程度。
常用的巴特沃斯滤波器设计方法有极点分布法和频率转换法。
2. 切比雪夫滤波器切比雪夫滤波器是一种具有优异滚降特性的低通滤波器,可以实现更陡峭的截止特性。
与巴特沃斯滤波器相比,切比雪夫滤波器在通带内存在波纹。
切比雪夫滤波器的设计需要确定截止频率、最大允许通带波纹和阶数三个参数。
最大允许通带波纹决定了滤波器的陡峭程度。
常用的切比雪夫滤波器设计方法有递归法和非递归法。
3. 椭圆滤波器椭圆滤波器是一种折衷设计,可以实现更陡峭的截止特性和更窄的过渡带宽度。
与切比雪夫滤波器相比,椭圆滤波器在通带内和阻带内都存在波纹。
椭圆滤波器的设计需要确定截止频率、最大允许通带和阻带波纹、过渡带宽和阶数五个参数。
最大允许通带和阻带波纹决定了滤波器的陡峭程度,过渡带宽决定了滤波器的频率选择性。
常用的椭圆滤波器设计方法有变换域设计法和模拟滤波器转换法。
二、低通滤波器的实现方法低通滤波器的实现方法多种多样,常见的包括模拟滤波器和数字滤波器两类。
1. 模拟滤波器模拟滤波器是基于模拟电路实现的滤波器,其输入和输出信号都是连续的模拟信号。
常见的模拟滤波器包括电容滤波器、电感滤波器和LC滤波器。
杂散信号处理实验技术的滤波与放大器调整技巧

杂散信号处理实验技术的滤波与放大器调整技巧杂散信号是在信号采集、传输和处理过程中引入的干扰信号,会严重影响系统的性能和精度。
因此,对于杂散信号的处理技术是实验研究中非常重要的一项技术。
一、滤波器的设计与调整滤波器是杂散信号处理的重要手段之一。
它的作用是通过对频率进行选择性地抑制或增益来减小或增加杂散信号的影响。
一般来说,滤波器的工作原理是利用电容、电感和电阻等元件构成的频率选择网。
在实际操作中,我们需要根据实验的要求和信号的特性来选择合适的滤波器。
1.1 低通滤波器低通滤波器可以通过抑制高频信号来有效减少高频杂散信号的影响。
在实验中,常见的低通滤波器有电阻-电容低通滤波器和二阶巴特沃斯低通滤波器。
调整低通滤波器的关键是选择适当的截止频率。
截止频率越低,滤波器的附带带宽越小,滤波效果越好。
1.2 高通滤波器高通滤波器可以通过抑制低频信号来减少低频杂散信号的影响。
在实验中,常见的高通滤波器有电容-电阻高通滤波器和二阶巴特沃斯高通滤波器。
调整高通滤波器的关键是选择适当的截止频率。
截止频率越高,滤波器的附带带宽越小,滤波效果越好。
1.3 带通滤波器带通滤波器可以选择性地放行特定频率范围内的信号,同时抑制其他频率范围的信号。
在实验中,常见的带通滤波器有中心频率可调的陶瓷滤波器和LC振荡器。
调整带通滤波器的关键是选择适当的中心频率和带宽。
二、放大器的调整技巧放大器是杂散信号处理中常用的工具之一。
它可以放大低频和高频信号,增强信号的强度和幅度,以帮助我们更好地观测和测量信号。
调整放大器的关键是选择适当的放大倍数和频率响应。
2.1 放大倍数的选择放大倍数是指放大器输出信号幅度与输入信号幅度之间的比值。
在实验中,我们需要根据信号的幅度和噪声的程度来选择适当的放大倍数。
放大倍数过大会引入过度放大的杂散信号,放大倍数过小又会导致信号的失真和不完整。
2.2 频率响应的调整频率响应是指放大器对不同频率信号的放大程度。
在实验中,频率响应的调整需要根据信号的频率特性和所需测量的频率范围来进行。
基于matlab的切比雪夫及巴特沃斯低通高通滤波器的设计

巴特沃斯低通、切比雪夫低通、高通IIR滤波器设计05941401 1120191454 焦奥一、设计思路IIR滤波器可以分为低通、高通、带通、带阻等不同类型的滤波器,而以系统函数类型又有巴特沃斯、切比雪夫等滤波器。
其中巴特沃斯较为简单,切比雪夫较为复杂;低阶比高阶简单,但却有着不够良好的滤波特性。
在满足特定的指标最低要求下,低阶、巴特沃斯滤波器能更大程度地节省运算量以及复杂程度。
滤波器在不同域内分为数字域和模拟域。
其中数字域运用最广泛。
在设计过程中,一般是导出模拟域的滤波器,之后通过频率转换变为数字域滤波器,实现模拟域到数字域的传递。
在针对高通、带通、带阻的滤波器上,可以又低通到他们的变换公式来进行较为方便的转换。
综上,IIR滤波器的设计思路是,先得到一个满足指标的尽可能简单的低通模拟滤波器,之后用频域变换转换到数字域。
转换方法有双线性变换法、冲激响应不变法等。
虽然方法不同,但具体过程有很多相似之处。
首先将数字滤波器的指标转换为模拟滤波器的指标,之后根据指标设计模拟滤波器,再通过变换,将模拟滤波器变换为数字滤波器,是设计IIR滤波器的最基本框架。
以下先讨论较为简单的巴特沃斯低通滤波器。
二、巴特沃斯低通滤波假设需要一个指标为0~4hz内衰减小于3db、大于60hz时衰减不小于30db的滤波器。
其中抽样频率为400hz。
以双线性变换方法来设计。
首先将滤波器转换到模拟指标。
T =1f f ⁄=1400Ωf ′=2ff f =8ff f =Ωf ′f =0.02fΩf ′=2ff f =120ff f =Ωf ′f =0.3f根据双线性变换Ω=2f tan (f 2) 得到Ωf =25.14Ωf =407.62这就得到了模拟域的指标。
由巴特沃斯的方程Α2(Ω)=|f f (f Ω)|2=11+(ΩΩf )2f20ff |f f (f Ω)|=−10ff [1+(ΩΩf)2f] {20ff |f f (f Ωf )|≥−320ff |f f (f Ωf )|≤−30ff得到{ −10ff [1+(Ωf Ωf)2f ]≥−3−10ff [1+(Ωf Ωf )2f]≤−30当N取大于最小值的整数时,解出N=2,因此为二阶巴特沃斯低通滤波器。
数字滤波器实验总结

数字滤波器实验总结数字滤波器实验总结一、引言数字滤波器是在数字信号处理中广泛应用的一种工具,它可以对信号进行滤波,去除噪声或者选择特定频率范围内的信号。
数字滤波器的设计和实现是数字信号处理课程中重要的一部分。
本次实验通过使用Matlab软件,设计并实现了数字滤波器。
二、实验目的1. 了解数字滤波器的基本原理;2. 熟悉数字滤波器的设计与实现。
三、实验流程1. 设计一个低通滤波器并实现其频率响应函数;2. 利用设计好的低通滤波器对输入信号进行滤波;3. 设计一个高通滤波器并实现其频率响应函数;4. 利用设计好的高通滤波器对输入信号进行滤波。
四、实验结果1. 低通滤波器的设计与实现通过设计巴特沃斯低通滤波器,我成功实现了低通滤波器的频率响应函数。
通过调整滤波器的阶数和截止频率,我可以控制滤波器的响应特性。
在实验中,我将截止频率设置为500Hz,滤波器的阶数为4,实现了对输入信号的低通滤波。
实验结果表明,滤波器可以有效地去除高频噪声,得到了一幅清晰的信号。
2. 高通滤波器的设计与实现通过设计巴特沃斯高通滤波器,我成功实现了高通滤波器的频率响应函数。
通过调整滤波器的阶数和截止频率,我可以控制滤波器的响应特性。
在实验中,我将截止频率设置为200Hz,滤波器的阶数为2,实现了对输入信号的高通滤波。
实验结果表明,滤波器可以有效地去除低频噪声,突出了输入信号的高频成分。
五、实验总结通过本次实验,我对数字滤波器的原理、设计和实现有了深刻的了解。
实验中,我成功设计并实现了一个低通滤波器和一个高通滤波器,并对输入信号进行了滤波处理。
通过调整滤波器的参数,我控制了滤波器的频率响应,实现了不同类型的滤波效果。
实验结果表明,数字滤波器可以有效地去除噪声,提取感兴趣的信号成分,具有较好的滤波效果。
然而,在实验过程中也遇到了一些问题。
首先,我对滤波器的阶数和截止频率的选择不够理智,需要进一步学习理论知识,优化滤波器的设计。
其次,Matlab软件的使用也存在一定的困难,需要加强对软件的学习和理解。
常见低通高通带通三种滤波器的工作原理

常见低通高通带通三种滤波器的工作原理低通滤波器的工作原理:低通滤波器是一种能够通过低频信号而抑制高频信号的滤波器。
其工作原理基于信号的频谱特征,将高频成分滤除,只保留低频成分。
最常见的低通滤波器是RC低通滤波器。
它由电阻(R)和电容(C)组成。
当输入信号通过电容时,高频信号会受到电容的阻碍,直流或低频信号则可以通过电容。
由于电阻连接在电容的后面,它可以通过将电流引入接地来吸收高频信号。
因此,该滤波器能够通过电容器传递直流或低频信号,并在一定程度上削弱高频信号。
另一种常见的低通滤波器是巴特沃斯低通滤波器。
巴特沃斯滤波器是一种理想的滤波器,可以将部分高频信号完全剔除而不影响低频信号。
它的原理是将输入信号传递到一个多级滤波器网络中,其中每个级别都由电容、电感和电阻组成。
每个级别的电容和电感与频率有特定的关系,以实现对信号频谱的精确调控。
通过调整这些参数,可以实现不同级别的频率削弱和通带的增益。
高通滤波器的工作原理:高通滤波器是一种能够通过高频信号而抑制低频信号的滤波器。
其原理与低通滤波器相反,在信号频谱中只保留高频成分。
常见的高通滤波器有RC高通滤波器和巴特沃斯高通滤波器。
RC高通滤波器由电容和电阻组成,其工作原理与RC低通滤波器相似,只是电容和电阻的位置调换。
电容呈现出对高频信号的阻碍,而电阻则通过允许低频信号传递。
巴特沃斯高通滤波器与巴特沃斯低通滤波器类似,通过将输入信号传递到多级滤波器网络中,每个级别由电容、电感和电阻组成。
但是,在巴特沃斯高通滤波器中,电容和电感与频率的关系是相反的,可以精确控制信号频谱的通带和削弱。
带通滤波器的工作原理:带通滤波器是一种能够通过一定频率范围内的信号而抑制其他频率信号的滤波器。
其原理是选择性地通过带内信号,同时削弱带外信号。
最常见的带通滤波器是由一个低通滤波器和一个高通滤波器级联组成的。
低通滤波器负责削弱高频信号,高通滤波器负责削弱低频信号,而带通滤波器则保留两者之间的频率范围内的信号。
方波发生电路中可使用的滤波器设计方案探讨

方波发生电路中可使用的滤波器设计方案探讨在方波发生电路中,滤波器的设计方案至关重要。
滤波器可以有效地去除电路中方波信号中的高频成分,使信号更加平稳和稳定。
本文将探讨方波发生电路中可使用的滤波器设计方案。
一、设计目标在设计滤波器方案之前,首先需要明确设计的目标。
方波发生电路中,对滤波器的设计主要有以下几个方面的考虑:1. 去除高频成分:方波信号包含大量高频成分,滤波器的主要目标是去除这些高频成分,使信号更加平稳。
2. 保持方波的快速上升和下降时间:滤波器的设计不能引入过多的相位延迟,以免影响方波信号的上升和下降时间。
3. 保持信号的准确性:滤波器设计应尽可能减小对信号幅度和波形的失真和畸变。
4. 降低噪声干扰:滤波器应具备一定的抗噪声能力,尽可能消除周围环境中的干扰信号。
二、低通滤波器设计方案在方波发生电路中,最常用的是低通滤波器,它可以去除高于截止频率的高频成分。
以下是一些常见的低通滤波器设计方案:1. RC低通滤波器:这是最简单和常见的低通滤波器设计方案之一。
它由一个电阻和一个电容组成,截止频率可以通过调整电阻和电容的数值来实现。
这种滤波器设计简单,成本低廉,适用于低频应用。
然而,它对于方波信号的上升和下降时间会产生一定的影响。
2. LC低通滤波器:这种滤波器由一个电感和一个电容组成,可以实现更高的截止频率。
相比于RC低通滤波器,LC滤波器在减小对信号上升和下降时间的影响方面更为有效。
然而,LC滤波器的设计比较复杂,成本较高。
3. 派生型低通滤波器:派生型滤波器是由RC/RL/CR/LC结构组合而成的。
通过合理设计各个分支元件的数值和连接方式,可以实现更加灵活的滤波效果。
这种滤波器可以在满足方波发生电路性能要求的同时,兼顾到电路的稳定性和可靠性。
三、其他滤波器设计方案除了低通滤波器,方波发生电路中还可以考虑其他类型的滤波器,如高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
1. 高通滤波器:高通滤波器可以去除低频成分,保留高频信号。
低通滤波器的设计与实现

低通滤波器的设计与实现首先,低通滤波器的设计与实现需要了解滤波器的特性。
低通滤波器的作用是传递低频信号,抑制高频信号。
根据这个特性,可以选择不同的滤波器类型来实现。
常见的低通滤波器类型有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等。
其次,滤波器的类型选择要考虑滤波器的性能参数。
常见的性能参数有滤波器的通带增益、截止频率、阻带衰减等。
通带增益是指滤波器在通带内的增益,截止频率是指信号通过滤波器时的频率,阻带衰减是指滤波器在阻带内的衰减程度。
根据实际需求,选择适当的性能参数。
接下来,选择滤波器的阶数和架构。
阶数是指滤波器的复杂度,一般来说,阶数越高,滤波器的性能越好,但计算量也会增加。
可以根据实际应用的要求来选择滤波器的阶数。
架构是指滤波器的实现方式,可以选择直接型、级联型或并联型等不同的架构。
设计完滤波器的参数后,就可以开始实现了。
常用的实现方法有模拟滤波器和数字滤波器两种。
模拟滤波器是使用模拟电路来实现滤波器。
模拟滤波器的设计需要根据滤波器的类型和参数选择适当的电路结构,如电容、电感、放大器等元件。
然后通过调整电路中的元件值来满足滤波器的性能要求。
模拟滤波器的优点是实时性好,但是受限于电路的精度和稳定性。
数字滤波器是使用数字信号处理技术来实现滤波器。
数字滤波器的设计首先需要将连续时间信号转换为离散时间信号,然后利用数字滤波器算法对离散信号进行滤波处理。
常用的数字滤波器算法有有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器。
FIR滤波器是通过对输入信号和滤波器的系数进行卷积运算得到输出信号,IIR滤波器则是通过对输入信号和输出信号的反馈运算得到输出信号。
数字滤波器的优点是可以实现高精度和稳定性,但计算量较大。
在实现过程中,需要选择适当的滤波器算法和化简方法,并进行数值计算和误差分析等处理。
如果需要进行实时处理,还需要考虑滤波器的延迟和计算复杂度问题。
综上所述,低通滤波器的设计与实现涉及到滤波器的特性、滤波器的类型、滤波器的参数选择等方面的内容。
R理想低通滤波及高通滤波实现信号增强实验报告

R理想低通滤波及高通滤波实现信号增强
实验报告
概述
本实验旨在通过R理想低通滤波和高通滤波技术进行信号增强,提高信号的质量和清晰度。
实验步骤
1. 准备实验所需的信号源和滤波器。
2. 将信号源接入滤波器,并调整滤波器的参数以实现滤波效果。
3. 进行低通滤波实验:通过滤波器将高频部分的信号削弱,保
留低频部分的信号。
4. 进行高通滤波实验:通过滤波器将低频部分的信号削弱,保
留高频部分的信号。
5. 对滤波后的信号进行观察和比较,评估滤波效果。
实验结果
经过R理想低通滤波和高通滤波处理后,信号的质量和清晰度
得到了提高。
在低通滤波实验中,高频噪声被滤除,信号变得更加
平滑和稳定。
在高通滤波实验中,低频噪声被滤除,高频信号更加明显和突出。
结论
R理想低通滤波和高通滤波是常用的信号处理技术,能有效提高信号的质量和清晰度。
通过滤除不需要的频率成分,滤波器能够增强感兴趣的频率成分,使信号更加准确和可靠。
延伸实验
1. 尝试其他滤波器类型(如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等)进行信号增强实验。
2. 探索不同频率范围的信号进行滤波实验,观察滤波效果的差异。
参考文献
[1] 信号处理与滤波器设计,xxx,xxx出版社,20xx年。
[2] 数字信号处理原理及应用,xxx,xxx出版社,20xx年。
低通滤波器的设计与实现

MATLAB仿真设计报告题目:低通滤波器的设计与实现设计目的:数字滤波器是数字信号处理中使用得最广泛的一种线性系统环节,是数字信号处理的重要基础。
此次设计学习如何用MATLAB软件设计一个数字滤波器以及进行仿真。
熟悉MATLAB软件在信号处理中的广泛应用。
设计任务:采样率为8000Hz,,要求设计一个低通滤波器,fp=2100Hz,fs=2500Hz,Rp=3dB,Rs=25dB。
基本原理:(1)数字滤波器的4个重要的通带、阻带参数:fp: 通带截止频率(Hz);fs: 阻带起始频率(Hz);Rp:通带内波动(dB),即通带内所允许的最大衰减;Rs:阻带内最小衰减(dB);设采样率(即奈奎斯特速率)为f_N,那么可将以上参数中的频率参数转化为归一化角频率参数,即Wp: 通带截止角频率(rad/s), Wp= fp/(f_N/2);Ws: 阻带起始角频率(rad/s),Ws=fs/(f_N/2);通过这些参数就可以进行离散滤波器的设计了,如在采样频率为8000Hz的条件下设计一个低通滤波器,要求通带截止频率为1500Hz,阻带起始频率为2000 Hz,通带内波动为3 dB,阻带内最小衰减50 dB,则Wp=1500/4000, Ws=2000/4000,Rp=3,Rs=50。
滤波器设计,实质是数学逼近理论的应用。
通过计算让物理可实现的实际滤波器频率特性逼近理想的或给定的频率特性,以达到去除干扰提取有用信号的目的。
此次设计的基本思想是首先按照给定的指标设计一个模拟滤波器H(s),通过适当的数学变换方法将s域映射到模拟域,把无限宽的频带变换成有限宽的频带。
也就是说,通过变换在模拟域把不论具有多宽的频带都压缩到有限宽的频带范围内,然后从模拟域变换到数字域(z域),求的数字滤波器的系统函数H(z)即可。
MATLAB软件中提供可可直接计算系统函数H(z)系数的指令可直接应用。
(2)巴特沃斯滤波器特点:具有通带内最大平坦的振幅特性,且随频率的增大单调减小巴特沃斯滤波器阶的选择:在已知设计参数Wp,Ws,Rp,Rs之后,利用MATLAB提供的巴特沃斯滤波器设计函数“buttord”即可求出所需要的滤波器阶数和 3 dB截止频率。
基于fpga的滤波器设计与实现

基于fpga的滤波器设计与实现基于FPGA的滤波器设计与实现一、引言滤波器是信号处理中常用的一种工具,它可以通过剔除或增强信号中的特定频率分量来改变信号的特性。
而基于FPGA的滤波器是一种利用可编程逻辑器件FPGA来实现滤波功能的方法。
本文将介绍基于FPGA的滤波器的设计与实现过程。
二、滤波器的基本原理滤波器主要通过改变信号的频谱特征来实现滤波效果。
它可以分为两类:低通滤波器和高通滤波器。
低通滤波器通过剔除高频分量,保留低频分量;高通滤波器则相反,剔除低频分量,保留高频分量。
滤波器的设计需要根据具体的需求选择合适的滤波器类型和参数。
三、基于FPGA的滤波器设计与实现基于FPGA的滤波器设计与实现可以分为以下几个步骤:1. 确定滤波器类型和参数:根据实际需求,选择合适的滤波器类型和参数。
例如,如果需要设计一个低通滤波器,需要确定截止频率和滤波器阶数等参数。
2. 数字滤波器设计:将滤波器的模拟设计转化为数字滤波器的设计。
常见的数字滤波器设计方法有FIR滤波器设计和IIR滤波器设计。
FIR滤波器是一种无反馈的滤波器,具有线性相位特性;IIR滤波器则具有反馈结构,可以实现更高阶的滤波器。
3. 将数字滤波器转化为FPGA可实现的结构:将数字滤波器转化为FPGA可实现的结构,可以采用直接形式实现、级联形式实现或者管线化实现等方法。
其中,直接形式实现是最简单直观的方法,但其硬件资源占用较多;级联形式实现可以减少硬件资源的占用,但增加了延迟;管线化实现则可以兼顾硬件资源和延迟。
4. 使用HDL语言进行FPGA设计:使用HDL语言,如VHDL或Verilog,进行FPGA设计。
根据设计的结构和功能,编写相应的HDL代码。
在编写代码时,需要注意代码的可重用性和可维护性,以便后续的设计和调试。
5. 硬件验证和性能优化:完成HDL代码后,进行FPGA的硬件验证和性能优化。
通过仿真和验证,确保设计的正确性和稳定性。
同时,可以根据实际需求对硬件进行优化,如减小资源占用、降低功耗等。
一阶二阶无源所有滤波器正确设计

一阶二阶无源所有滤波器正确设计滤波器是电子系统中常见的重要组件,它能够去除不需要的信号成分或频率,并保留感兴趣的信号。
滤波器设计的目标是在给定频率范围内实现所需的频率响应,同时具有稳定性和较小的幅度失真。
一阶和二阶滤波器是最简单且常用的滤波器设计类型,下面将介绍一阶低通滤波器、一阶高通滤波器、一阶带通滤波器、二阶低通滤波器和二阶高通滤波器的设计原理和步骤。
一、一阶低通滤波器(RC滤波器)一阶低通滤波器能够将高于截止频率的信号成分削弱或消除。
RC滤波器由一个电阻和一个电容组成,因此也称为RC电容滤波器。
设计步骤如下:1. 确定所需的截止频率fc。
2. 计算电容C的值,公式为C = 1 / (2πfc)。
3.选择一个适当的电阻R值,可以根据需要来调整输出的阻抗。
4.连接电容和电阻,将输入信号与地相连,输出信号从电容连接点获得。
二、一阶高通滤波器(RL滤波器)一阶高通滤波器能够削弱或消除低于截止频率的信号成分。
RL滤波器由一个电阻和一个电感组成。
设计步骤如下:1. 确定所需的截止频率fc。
2. 计算电感L的值,公式为L = 1 / (2πfc)。
3.选择一个适当的电阻R值,可以根据需要来调整输出的阻抗。
4.连接电感和电阻,将输入信号与地相连,输出信号从电阻连接点获得。
三、一阶带通滤波器(RLC滤波器)一阶带通滤波器能够选择性地通过一定范围内的频率信号。
RLC滤波器由一个电阻、一个电感和一个电容组成。
设计步骤如下:1. 确定所需的中心频率fc和带宽BW。
2. 计算电感L和电容C的值,公式为L = 1 / (2πfc) 和 C = 1 / (2πfcBW)。
3.选择一个适当的电阻R值,可以根据需要来调整输出的阻抗。
4.连接电感、电容和电阻,将输入信号与地相连,输出信号从电阻连接点获得。
四、二阶低通滤波器(RLC滤波器)二阶低通滤波器能够更好地削弱或消除高于截止频率的信号成分。
RLC滤波器由两个电阻、一个电感和一个电容组成。
FIR滤波器设计与实现实验报告

FIR滤波器设计与实现实验报告实验报告:FIR滤波器设计与实现一、实验目的本实验旨在通过设计和实现FIR滤波器来理解数字滤波器的原理和设计过程,并且掌握FIR滤波器的设计方法和实现技巧。
二、实验原理1.选择滤波器的类型和阶数根据滤波器的类型和阶数的不同,可以实现不同的滤波效果。
常见的滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
选择适当的滤波器类型和阶数可以实现对不同频率分量的滤波。
2.确定滤波器的系数在设计FIR滤波器时,系数的选择对滤波器的性能有重要影响。
通常可以使用窗函数法、最小二乘法、频率采样法等方法来确定系数的值。
常见的窗函数有矩形窗、汉明窗和布莱克曼窗等。
三、实验步骤1.确定滤波器的类型和阶数根据实际需求和信号特点,选择合适的滤波器类型和阶数。
例如,如果需要设计一个低通滤波器,可以选择实验中使用的巴特沃斯低通滤波器。
2.确定滤波器的频率响应根据滤波器的类型和阶数,确定滤波器的频率响应。
可以通过matlab等软件来计算和绘制滤波器的频率响应曲线。
3.确定滤波器的系数根据频率响应的要求,选择合适的窗函数和窗长度来确定滤波器的系数。
可以使用matlab等软件来计算和绘制窗函数的形状和频率响应曲线。
4.实现滤波器的功能将滤波器的系数应用于输入信号,通过加权求和得到输出信号的采样点。
可以使用matlab等软件来模拟和验证滤波器的功能。
四、实验结果在实际实验中,我们选择了一个4阶低通滤波器进行设计和实现。
通过计算和绘制滤波器的频率响应曲线,确定了窗函数的形状和窗长度。
在实际实验中,我们通过实现一个滤波器功能的matlab程序来验证滤波器的性能。
通过输入不同频率和幅度的信号,观察滤波器对信号的影响,验证了设计的滤波器的功能有效性。
五、实验总结通过本实验,我们深入了解了FIR滤波器的设计原理和实现方法。
通过设计和实现一个具体的滤波器,我们掌握了滤波器类型和阶数的选择方法,以及系数的确定方法。
低通与高通滤波器

目录
• 低通滤波器 • 高通滤波器 • 低通与高通滤波器的比较 • 滤波器设计实例 • 滤波器的发展趋势与未来展望
01
低通滤波器
定义与特性
定义
低通滤波器是一种允许低频信号通过 ,而阻止或大幅衰减高频信号的电子 设备。
特性
低通滤波器通常具有频率响应曲线, 表示其允许通过的频率范围。该曲线 通常在低频段上升,在高频段下降, 形成一个“通带”和一个“阻带”。
实现方式
被动元件实现
低通滤波器可以通过电阻、电容 和电感等被动元件构成。
有源滤波器
有源低通滤波器使用运算放大器 等有源元件实现,具有更好的频 率响应和线性相位特性。
应用场景
01
02
03
音频处理
低通滤波器常用于音频信 号处理,如降低噪音、调 整音色等。
电源滤波
在电源线路上,低通滤波 器用于抑制电磁干扰,提 高电源质量。
泛。
医疗电子设备
在医疗电子设备中,低通与高通滤 波器可用于信号处理和数据分析, 提高医疗设备的准确性和可靠性。
音频与通信
在音频处理和通信领域,低通与高 通滤波器在音频降噪、语音识别、 调制解调等方面的应用将更加深入。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
数字实现
在数字信号处理中,高通滤波器通常通过卷积运算实现,使用数字滤波器算法对 信号进行滤波处理。
应用场景
音频处理
在音频信号处理中,高通 滤波器常用于消除低频噪 音,如风声、机械噪音等。
图像处理
在图像处理中,高通滤波 器可用于消除图像中的模 糊和细节丢失,增强图像 的清晰度和对比度。
通信系统
在通信系统中,高通滤波 器用于滤除低频干扰信号, 提高通信质量。
常见低通高通带通三种滤波器的工作原理

常见低通高通带通三种滤波器的工作原理常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
它们的工作原理和应用各不相同。
1. 低通滤波器(Low-pass Filter):低通滤波器用于滤除高频信号,只保留低频分量。
低通滤波器的工作原理是将高频信号的幅度衰减,使频率大于截止频率的信号被滤除。
低通滤波器的传输函数通常与频率有关,可以通过调整截止频率来控制滤波效果。
低通滤波器在音频、图像和通信等领域广泛应用。
例如,在音频处理中,低通滤波器可以将高频噪音滤除,使声音更加清晰。
2. 高通滤波器(High-pass Filter):高通滤波器用于滤除低频信号,只保留高频分量。
高通滤波器的工作原理是将低频信号的幅度衰减,使频率小于截止频率的信号被滤除。
高通滤波器的传输函数也与频率有关,可以通过调整截止频率来控制滤波效果。
高通滤波器常用于音频处理中,可以滤除低频噪音,使音乐更加清晰。
在图像处理中,高通滤波器可以增强图像的边缘和细节,提高图像的清晰度。
3. 带通滤波器(Band-pass Filter):带通滤波器用于滤除低频和高频信号,只保留中间频率范围内的信号。
带通滤波器的工作原理是通过设置上下截止频率,使这两个频率之间的信号通过,其他频率的信号被滤除。
带通滤波器在通信系统中经常使用,用于选择特定的信号频带。
在音频处理中,带通滤波器可以选择特定的音频范围,例如人的声音范围,以提高语音信号的质量。
总的来说,低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器都是通过调整频率响应来实现滤波效果的。
它们在音频、图像和通信等领域中起着重要的作用,能够滤除不需要的频率分量,提高信号的质量和清晰度。
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):。
信号处理技术实验报告

信号处理技术实验报告在信号处理技术这一领域里,实验是非常重要的一环。
本次实验旨在通过实操操作和数据分析,探讨信号处理技术的应用和原理。
以下将详细介绍实验过程和结果。
实验一:滤波器设计与实现在本实验中,我们首先学习了滤波器的设计原理,然后通过软件仿真工具进行了滤波器的设计与实现。
我们分别设计了低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器,通过观察输出信号波形和频谱图,我们验证了设计的滤波器的有效性。
实验二:采样定理验证实验采样定理是信号处理技术中一个非常重要的理论。
在本实验中,我们进行了一系列的采样实验,验证采样频率是否满足信号的重构条件。
通过实验数据的对比分析,我们验证了采样定理的正确性,并且得出了一些结论和经验。
实验三:数字信号处理硬件实现本次实验中,我们使用FPGA芯片进行了数字信号的硬件实现。
我们编写了Verilog代码,实现了数字信号的低通滤波和加法运算。
通过实验数据的对比和波形分析,我们验证了硬件实现的正确性,并且对FPGA在信号处理中的应用有了更深入的理解。
实验四:信号处理算法优化在这个实验中,我们学习了常见的信号处理算法,比如快速傅里叶变换(FFT)和小波变换。
我们通过对算法的原理和实现细节进行分析,并尝试对算法进行优化。
通过实验数据的对比和性能测试,我们得出了一些优化算法的结论,为实际应用提供了指导。
总结:通过本次实验,我们深入了解了信号处理技术的基本原理和应用。
我们通过实操操作和数据分析,掌握了一定的实验技能,并且对信号处理技术有了更深入的认识。
希望在以后的学习和工作中能够更好地运用所学的知识,为信号处理技术的发展做出贡献。
数字信号处理中滤波器设计的使用教程

数字信号处理中滤波器设计的使用教程数字信号处理(DSP)是一门广泛应用于通信、音频、图像、雷达等领域的技术。
滤波是其中一种常见的操作,用于去除或改变信号中的某些成分。
本文将介绍数字信号处理中滤波器的设计与使用方法。
一、滤波器概述滤波器是数字信号处理中的重要组成部分,它通过改变信号的频谱来实现信号的特定处理目标。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器(Low-pass Filter)用于去除高频噪声并保留低频成分,适用于信号平滑处理。
高通滤波器(High-pass Filter)则相反,保留高频成分并去除低频部分,常用于去除直流偏移和低频噪声。
带通滤波器(Band-pass Filter)通过保留一定范围的频率成分来滤除其他频率的信号,常用于信号频带选择和精确查找特定频率。
带阻滤波器(Band-stop Filter)则是保留某一范围的频率成分并去除其他频率,常用于消除干扰信号或特定频率的噪声。
二、滤波器设计方法滤波器的设计目标是根据具体需求确定滤波器类型,并设计出相应的滤波器参数。
下面将介绍两种常见的设计方法。
1. IIR滤波器设计无限脉冲响应(IIR)滤波器根据系统的差分方程来设计,具有较为复杂的频率响应。
常见的IIR滤波器设计方法包括巴特沃斯(Butterworth)滤波器、切比雪夫(Chebyshev)滤波器和椭圆(Elliptic)滤波器。
(1)巴特沃斯滤波器是一种常见的IIR滤波器,具有近似的平坦频率响应和宽的过渡带宽度。
滤波器的设计包括选择滤波器阶数、截止频率和滤波器类型等参数。
(2)切比雪夫滤波器是一种IIR滤波器,除了具有平坦的频率响应外,还可实现更陡峭的过渡带。
切比雪夫滤波器的设计包括选择滤波器阶数、截止频率、过渡带宽度和纹波等参数。
(3)椭圆滤波器是一种IIR滤波器,具有最陡峭的过渡带和最小的滤波器阶数。
椭圆滤波器的设计包括选择滤波器阶数、截止频率、过渡带宽度、纹波和阻带衰减等参数。
- 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)。
•
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• 以前面第一个集总原型为例(图.1)。
• 选取相对介电常数为10.8,基片厚度为1.27mm的微 带电路。高阻线的特性阻抗选为 =93 ohms,低 阻线的特性阻抗选为 =24 ohms,利用微带线计 算公式可以确定其物理尺寸,参数均为在截止频率 下计算得到。
解得 ,考虑开路端效应,开路枝节的最终长 度应该为5.78mm。
图.9 用开路枝节实现的 3极点微带低通滤波器, 相对介电常数10.8,基片 厚度1.27mm
图.10 EM仿真滤波特性
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
低通-低通 频率变换
ωc Ω c Ω=− ω
一般来说,设计微波低通滤波器分为两个主要 步骤。第一步是选择合适低通原型,包括统带波纹 以及元件数量,这些取决于设计指标。低通原型中 元件阻抗均对源阻抗归一化,源阻抗取 g 0 = 1 ,截 止频率 Ω c = 1,然后进行频率变换,ωc 为微波低通 滤波器的截止频率, Ω 和 ω 分别为低通原型和低通 滤波器的频率变量。
PORT P=1 Z=50 Ohm IND ID=L1 L=6.53649 nH IND ID=L3 L=9.4538 nH IND ID=L5 L=8.8888 nH PORT P=2 Z=50 Ohm
图.2
SLC ID=LC2 L=3.09716 nH C=3.45048 pF
SLC ID=LC4 L=5.89908 nH C=2.8893 pF
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• 采用开路枝节的LC梯形低通滤波器
并联电容可以通过低阻抗线实现,也可以用一个开 路枝节来实现
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• • • •
设计指标: 截止频率 f c = 1GHz 通带波纹 0.1dB (回波损耗<=-16.42dB) 源/载阻抗 Z 0 = 50Ω 选择Chebyshev滤波器函数,元件值如下
g0 = g4 = 1 g1 = g 3 = 1.0316
g 2 = 1.1474
经过频率和阻抗变换得到实际元件值
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• 刚才的例子中,滤波器的衰减极点在 f = ∞ 处。 为了得到更陡峭的截止特性,可以增加元件的数量, 但在有些场合,这样做实不实际的。 • 如果在有限频率增加衰减极点,往往使滤波器的性 能大为改善,例如选取椭圆函数或者准椭圆函数的 低通模型。这种函数的理论较为复杂,为说明问题, 这里举一个包含两个有限传输零点椭圆函数滤波器 的例子。
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
准集总元件低通滤波器
• 高低阻抗线:在传输线电路中,我们可以用一小 段低阻抗线作为并联电容,用以小段高阻抗线作 为串联电感。
图.4 短截线及其等效电路
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• 设有一段传输线,其特性阻抗为 ,长度为l [如 图(a)],用 T 型集总网络[如图(b)]或 型集总 网络[如图(c)]与之等效。两者之间的关系可以 由A矩阵相等求得。
低通和高通滤波器的设计与实现
华南理工大学无线与射频研究所 褚庆昕
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
目录
• • • • • • • 低通-低通 频率变换 集总元件低通滤波器 准集总元件低通滤波器 低通-高通 频率变换 集总元件高通滤波器 准集总元件高通滤波器 最佳分布高通滤波器
在确定高低阻抗线时应注意:
,其中 和 分别表示低阻线和高阻 线的特性阻抗, 表示源阻抗,一般去50 ohms。 • 低阻线的特性阻抗 越小,就能越好得近似并联 电容,但是在工作频率内,横向尺寸不能允许出现 任何横向谐振。 • 高阻线 的特性阻抗越大,对串联电感的近似程 度越好,但是应该考虑加工难度和功率容量的问题。
• 用级联的高低阻抗线便可以等效构成近似的集总 元件低通滤波器,这些线的长度远远小于导波波 长。
图.5 LC梯形滤波器网络
图.6 阶梯阻抗低通滤波器
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
Graph 1
0
DB(|S(1,1)|) Schematic 1 DB(|S(2,1)|) Schematic 1
-10
-20
PORT P=1 Z=50 Ohm IND ID=L1 L=8.209 nH IND ID=L2 L=8.209 nH
-30
CAP ID=C1 C=3.652 pF PORT P=2 Z=50 Ohm
• 为实现集总L-C元件,估计高低阻抗线的物理长度
• 为了不补偿由于相邻高阻线引起不需要的电纳,需 要调整 ,使其满足
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• 从图中可以看出,模型中包含两个并联的串联谐振 分枝电路,使得在有限频率上传输信号短路,这样 就产生了两个有限的传输零点。 • 可以看出在 f = ∞ 处着两个枝节对传输特性没有影 响,串联电感在 f = ∞ 电抗无穷大,短路电容在 f = ∞ 处电纳无穷大。
式中
。对于T型集总电路,A矩阵为
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• 若要上述两个矩阵相等,即
解之得
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
• 高低阻抗线的初始长度可以由下式得到
其中 , 。 若考虑低阻线的串联电抗和高阻线的并联电纳效应, 那么必须调整高低阻抗线的长度,使其满足
CAP ID=C6 C=3.616 pF
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
综合其元件值如下
经过频stitute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
-40
-50 0.01 1.01 Frequency (GHz) 2.01 3
图.1 3阶Chebyshev 低通原型响应
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT
集总元件低通滤波器
最简单的高通滤波器就是由一只串联电 感组成,常用于隔断高频电流。如果要求 低通滤波器的选择性更好,就需要更多元 件。利用频率变换可以很容易地设计出集 总元件低通滤波器。
Research Institute of RF and Wireless Techniques School of Electronic and Information Engineering , SCUT