可以把你的有源二阶有源带通滤波器滤波器sallen ...

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-08-26 04:10 标签： 二阶有源带通滤波器
二阶有源滤波器设计实验报告_百度文库
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二阶有源滤波器设计实验报告
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最近对滤波器感兴趣，花了点时间把几种常见的有源滤波器的特性推导了一下。首先，最常见的二阶滤波器结构就是这种所谓的结构。当通带增益为时，低通滤波器的电路形式如下图所示。
列写电路方程如下：
简单的化简一下可以得到下面两个式子。
可以看出，这个电路是典型的二阶系统，因此有下列的关系。
可以看出，如果两个电阻的阻值相等，并且设，可以进一步化简为：
设计滤波器时，我们的指标是截止频率和品质因数。首先选择一个合适的电阻R，然后根据截止频率计算，有了后根据品质因数计算和。
这个电路的输入阻抗可以这样计算：
所以，输入阻抗不小于。上面的计算都是设定，可能有读者会奇怪为什么不指定，毕竟容易买到的电容值要比电阻值少的多。我们可以计算一下，设，则：
这样的电路品质因数最大只能到，不是很实用，所以大家都不这样设计。
电阻电容颠倒一下就成为了高通滤波器，如图所示。
电路方程如下:
计算可得：
可以看出，设计高通滤波器时电容采用相同值，通过调整电阻值来调整品质因数。18.3.7 二阶低通滤波器的设计之一：Sallen-Key型_土豆_高清视频在线观看您所在位置： &
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模拟有源滤波器设计的MATLAB实现毕业设计.doc62页
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本科毕业设计(论文)资料
模拟有源滤波器的MATLAB实现学 院(部):
指导教师姓名:
最终评定成绩:
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本科生毕业设计(论文)
模拟有源滤波器设计的MATLAB实现
学 院、系: 电气与信息工程学院专
业: 自动化专业
指导教师姓名: 职称
最终评定成绩
本文阐述了滤波器的基本概念,介绍了模拟有源滤波器的设计原理和逼近理论。其中包括巴特沃思逼近、切比雪夫I型逼近、切比雪夫Ⅱ型逼近、椭圆函数逼近和贝塞尔逼近。并研究了模拟有源滤波器的设计流程及性能测试。
综合了传统的硬件设计方法与软件编程技术,由MATLAB仿真出了各种滤波器逼近技术的幅频特性曲线并进行了实例分析。对巴特沃思滤波器实例的研究仿真,由程序快速的得到了最小阶数和截止频率,取代了传统繁复的计算;方便的实现了由模拟低通滤波器向高通、低通和带阻滤波器的转换;对四运放复杂电路进行了设计仿真,通过求取其不同点的输出传递函数,模拟了二阶低通、高通和带通滤波器的响应曲线。得到了较好的仿真结果。
关键词:模拟有源滤波器,逼近理论,最小阶数选择,MATLAB程序设计
This article shows Design of Analog and Active Filter Based on MATLAB.It starts by covering the fundamentals of filters .And then introduces the design principle of analog and active filter, the choice of the minimum order, the performance testing of the analogy filter and the theory of approximation, goes on to introduce the basic types like Butterworth, Chebyshev I, Chebyshev Ⅱ, Ellipse and Bessel filter, and then guides the reader through the design process for analog and active filters
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针对无源接口滤波和线性有源滤波器设计的综合解决方案
针对无源接口滤波和线性有源滤波器设计的综合解决方案
　　几乎每个电子系统都有滤波器，无论是无源的，有源的还是数字的。工程师通常开始在心里就决定了滤波器的频率响应和类型。对于简单的无源滤波，供电电压去耦可能就足够了，但是对于更加复杂的滤波则需要考虑更多。为了得到更好的综合解决方案和降低成本，在项目开始时制定出额外的计划可以减少花费和开发时间，并且提高性能。
　　从设计规范阶段开始，工程师就应该明确每个滤波器所需要的频率响应，振幅比频率的斜率，以及是低通还是高通滤波器，是带通还是陷波滤波。可能需要限制滤波器溢出现有的电源电压；这是特别重要的，例如系统要在像MP3播放器一样的便携式应用中使用低电压电池的情况。当电源电压，频率类型和响应决定后，下一步就是将响应曲线所需要的特征转换为标准响应类型。
　　确定响应曲线
　　Butterworth，Bessel，Chebyshev的最常见的传统响应曲线如表1.0所示。除此之外还存在许多其他的响应曲线，但是其中一些是基于这些基本曲线的，只不过阶数更高，例如在高端音频分频器中常见的2阶Linkwitz-Riley就是由两个一阶Butterworth滤波器组成的。
　　Butterworth是最常见的滤波器类型，因为其具有相比其他任何滤波器来说，最精密的平顶通带。Butterworth属于二类滤波器，意味着波纹被限制在阻带内。
　　Chebshev是一类滤波器，响应曲线比Butterworth更为陡峭，但是它在通带内会受到波纹的影响。
　　Cauer频率响应可以是一类，也可以是二类，因为在通带和阻带中的波纹都可以独立调整。对于给定的波纹值，它在阻带和通带之间具有最快的增益跃迁。
　　Bessel频率响应适合于需要线性相位响应的系统，并且在通带中具有最大的平坦群延时。因此，在波形保持非常重要的音频电路中很受欢迎。
　　频率的斜率
　　电路中电抗性元件的个数，不论是电感性还是电容性元件，决定了电路中的&阶&数。一个电阻加上一个电容就是第一阶，并且加入到电路中的每个电抗性组件都会相应增加一阶。当频率相同时，每一阶会让斜率变得更大，每八度增加6dB。
　　滤波器的阶数越高，响应曲线越接近垂直，如图1.0所示。
　　模拟或数字
　　采用数字方案要取决于许多因素；数字方案通常会花费较长的开发时间，需要更多的资源，并且可能无法达到与模拟滤波器相同的性价比。使用数字滤波器的器件，比如FPGA或CPU，需要将模拟信号转换成数字信号以进行滤波，然后再重新转换成模拟信号。DSP解决方案能提供复杂处理的能力，但是这种额外的灵活性需要更多的开发工作和更高的花费。
　　在做出决定以前，主要应该考虑的是设计中其他必要功能模块的复杂性。
　　滤波器设计的传统方式
　　拉普拉斯变换可以通过计算或从标准响应曲线公式中进行更为普遍的查找来实现。
　　公式1.0是针对三阶Butterworth滤波器进行的变换，其中：s=o+i。w，（实数+复数部分）
　　变换分子和分母可以进行分解因子计算，以找到公式的极点与零点。
　　使用极点和零点的滤波稳定性
　　极点是能够使分母为0（或H（s）=无穷大）的&s&的数值，&零点&是能够让分子为0的 &s& 的数值。为了使滤波器稳定，极点的数值必须大于零点的数值。由于公式1.0只有极点存在，表明该三阶Butterworth稳定，并且没有摆动。
　　如果滤波器的时间相对振幅响应需要进行检验，则对公式可以进行反拉普拉斯变换，以使其回到时间域。没有必要在模拟 &s&平面和&z&平面之间进行转换，因为已经可以使用数字方案了。
　　Sallen-Key有源滤波器
　　尽管许多不同的配置可以在数学关系的基础上用于设计最终的电路，但由于本文章的目的，我们选择了Sllen-Key二极滤波器，因为它在所有针对低通和高通过滤的二阶滤波器配置中是最受欢迎的。它们构造简单，并且对于组件容差有相对弹性。图2.0和2.1分别展示了低通和高通配置。
　　通过调整组件的值，任何二阶低通响应都可以产生。
　　针对模拟滤波的单芯片解决方案
　　如果需要高阶滤波器，基于Sallen-Key的滤波器可能不是最好的方案。达到8阶的滤波器就有可能使用专用的开关电容型滤波器，比如美信（Maxim）的MAX293。将输入时钟频率转换为所需要的滚升/滚降频率使得这些都变得非常灵活，但是它们受到的干扰确实要高于连续时间滤波器。
　　TI的UAF42和美信的MAX274滤波器的优势是将低通，高通和带通合并在一个单独的元件中。通过使用高度准确的内部微调电容，它们就不容易受频率变化的影响，而频率变化会导致各级间的不一致。
　　希望能实时改变滤波器规格的工程师可能会考虑现场可编程模拟阵列（FGAA），例如来自于AnADIgm的产品。这些产品采用小型QFN封装，具有可完全配置的模拟更能模块。例如，AN121E04具有4个可配置I/O单元和两个专用的输出单元，因此可以并行处理多个模拟信号。
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