通用双极点高通有源滤波器综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电子信息工程通用双极点高通有源滤波器综述摘要：本文对通用双极点高通有源滤波作了较为全面的介绍。概括了各种不同滤波器滤波特性、设计方法及用各种软件进行的仿真。比较了几种有代表性的滤波器设计方法，并对未来有源滤波器的发展趋势进行了展望。关键词：滤波器；设计方法；仿真；展望1、引言滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制(或衰减)的电子装置。工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等[1]。通用双极点高通有源滤波的优点是：高频信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很

2、容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽[2]，反映动作迅速，滤除谐波可达到95％以上，补偿无功细致[3]。2、滤波器分类及应用2.1按采用元器件分无源滤波器：仅由无源元件(R、L和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。有源滤波器：由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器）组成。2.2按所通过信号的频段　　按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。　　低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。　　高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制

3、低频或直流分量。　　带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。6带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。2.3滤波器的选取及应用滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置．例如：带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置;低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波;高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声;带阻滤波器用作电涡流测振仪中的陷波器等等。[4]3、滤波器设计方法及仿真3.1高性能多阶有源带通滤波器设计通过对高阶巴特沃思低通滤波器的特性研究，选择了二阶正反馈带通滤波器和高阶谐振型

4、带通滤波器然后通过查设计手册表格，确定元件归一化值，最后将元件归一化值换算到所要求的频段及实际数值，然后到实验室构建电路并调试修改，设计一实际带通滤波器。根据设计的电路，在EDA软件Multisim2001进行了仿真虚拟实验，由于该软件具有非常强的有源元件和无源元件库，并且可以对无源元件的精度进行设置，可以使仿真结果更真实。同时对该电路还进行了参数扫描分析、噪声分析、灵敏度分析、温度扫描分析等。通过的设计和实验结果，该有源滤波器具有比较好的选频特性；灵敏度比较高，调试方便，比较好地满足了实际系统的需要。将传统的设计方法与现代EDA技术相结合，对于复杂滤波器

5、的设计，可以大大加快设计速度，设计成功率可达到100%。[5]3.2基于贝塞尔带通滤波器精确设计和仿真带通滤波器技术指标要求带宽3dB为2MHz,在4MHz处最小衰减为35dB.在整个通带内时延不变。虽然目前最常用的滤波器设计方法是巴特沃斯、切比雪夫、椭圆函数等几种形式,但这些方法在设计140MHz滤设器时,要通过变换以实现其带通,并且它们所设计的滤波器其群延迟特性在通带内呈现凹形波形,在其实际的使用(如在广播、移动通信中的中频滤波、二次滤波)中要进行群延迟均衡,这使设计步骤繁琐且使滤波电路复杂。而用Bessel函数设计的带通滤波器具有最窄过滤带,在通带内

6、时延均衡[6],在实际的应用中不需要加延迟均衡电路,电路容易调整.由于所有的节点谐振在相同的频率上,调谐比较简单。根据技术要求,利用参考文献[7]中Bessel的性能表,确定其带通陡度系数。由Bessel的频率响应曲线可设计一个N=4的Bessel滤波器,它在陡度系数56处可提供超过35dB的衰减。电路用电容耦合谐振电路来实现。同时借助Pspice软件[8]强大的电路仿真功能对滤波器的波特图和群延迟进行仿真,以观测其效果.3.3电路设计的PSpice仿真分析将PSpice参数扫描分析和优化设计分析结合起来对电路进行最优化设计方法的具体实施过程如下：（1）利

7、用PSpice的前端模块Capture按电路设计要求绘制电路图，并编辑好所有元器件的属性。（2）选择基本分析类型，并对相应分析类型的参数进行设置，通过PSpice对电路进行相应的基本特性分析，使电路基本满足设计的要求。（3）通过PSpice的参数扫描分析，选择能满足电路设计指标的元器件参数的初始值，使电路性能指标接近设计的要求。参数扫描主要是分析电路中元器件参数值的变化对电路特性的影响，通过此种分析可以正确地选择元器件参数的设计值，包括电压源、电流源、各种常用元器件的模型参数和全局参数等。（4）利用PSpice的波形处理器Probe，将PSpice仿或打印

8、设备上显示出来，以便于比较和分析，并且仿真结果还可接受由基本参数组