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4阶Chebyshev有源滤波器的方案设计

发布时间:2020-06-30 20:15:00 阅读: 来源:非开挖施工厂家

高性能滤波器是现代信号处理的一种基本电路,传统的设计思想和方法运算量大,实现困难。在信号处理的各种应用中,电子线路的输入信号都含有各种频率分量,其包含的分量有有用信号和干扰信号。对于无用的信号需将其滤除或尽量地抑制到最低,这种对无用频率分量加以滤除或抑制的电路就是滤波器。Chebyshev有源滤波器有特定的中心频率信号,抑制和滤除其它频段的信号,在各种电子电路、自动控制电路中应用广泛。

本文引用地址:利用OrCAD/Pspice将电路原理图绘制完成就可以使用实现电路的仿真分析。在电路的分析和优化设计中,可以随时调整电路结构,再次进行模拟分析,最终达到设计要求。其中Probe模块,可以在模拟结束后显示结果信号波形。而且,还可以对波形进行各种运算处理,包括提取电路特性参数,分析电路特性参数和最大增益分布直方图。它可以对电路进行高性能的分析,是模拟电路分析的高级形式,可以对模拟结果再分析处理,以提取更多的信息。文中设计也应用了此模块,进行了Monte Carlo分析。

1 一阶低通滤波器

一阶低通滤波器由RC电路和放大器组成,电路原理,如图1所示。系统函数为

式(1)ω0=2πf0=1/R3C1中为特征频率,Aup=1+R1/R2为通带电压增益,取电源电压V-=-15 V,V+=15 V。画出一阶低通滤波器的幅频特性,如图2所示。

由图2可知,当归一化频率f0≥940 kHz时,幅频特性的斜率为20 dB/10倍频,衰减的速度比较快,与理想的矩形幅频特性相差较远,过渡带较宽,如果有通带外信号,其衰减速度比较慢。故一阶低通滤波器只能用于性能要求不高的场合,若要求特性下降斜率大,对通带外信号衰减速度快,则只能应用二阶或者更高阶的滤波器电路。

2 二阶低通滤波器

二阶低通滤波器由两个RC和放大电路组成,电路原理,如图3所示。采用正反馈技术将f0点附近的电压增益值提高,形成压控电源低通滤波器。压控电压源电路具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点,对运放特性的理想程度要求比较低,如图3所示。

当R4=R3,C1=C2时,电路的品质因数

,二阶低通滤波器系统的传输函数为

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