有源切比雪夫滤波器设计

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1、有源切比雪夫滤波器设计摘要：滤波器是一种能阻挡或者允许特定频率信号通过的电子电路或装置,常见于收音机电视机以及其他通信应用中,有源滤波器具有相对优越的性能因此比无源滤波器应用更为广泛。按照不同的频域或时域特性要求，有源滤波器的逼近可以采用巴特沃斯型（Butterworth）、切比雪夫型（Chebyshev）、贝塞尔型（Bessel)椭圆型（Elliptic），这些都是属于模拟低通滤波器[1]。切比雪夫型滤波器的特点是通带内是等波纹的。本文主要介绍切比雪夫滤波器的基本知识以及借助Multisim10仿真实现二阶切比雪夫低通有源滤波器的

2、设计。关键词：滤波器；频域或时域特性；切比雪夫；Multisim10ActiveChebyshevFilterDesignAbstract：Filterisaapplicationwhichcaneliminatesignalsabovethecutofffrequency,andpasssignalsbelowthecutofffrequency.Activefiltersaremorewidelyusedthanunactivefiltersbecauseofitssuperiorfunction.Therearemanyboo

3、ksthatprovideinformationonpopularfiltertypesliketheButterworth,Bessel,andChebyshevfilters,justtonamefew.Chebyshevfiltersaredesignedtohaverippleinthepass-band,butsteeperrolloffafterthecutofffrequency.Inthispaper,boththebasictheoriesofChebyshevfiltersandhowtodesignealowp

4、assChebyshevfilterbyuseofMultisim10areintroduced.Keywords:Filter；Popularfiltertypes；Chebyshevfunction；Multisim10引言随着现代科学技术的发展，滤波技术在通信、测试、信号处理、数据采集和实时控制等领域都得到了广泛的应用[2]。滤波器的设计在这些领域中是必不可缺的，有时甚至是至关重要的环节。比如说，在通信领域，常常利用各种滤波器来抑制噪声，去除干扰，以提高信噪比。随着电子计算机的普及和材料科学的进步，各种各样的滤波器的辅助设计软

5、件也得以不断推出，设计人员可以选择高功效的滤波器芯片及设计软件而获得所需要的电路性能。本文介绍了切比雪夫滤波器。首先熟悉二阶有源滤波器的幅频特性，然后掌握二阶有源切比雪夫滤波器的快速设计方法，用Multisim2410进行电路仿真，观察其幅频特性和相频特性。本课题的任务：本课题的任务设计并仿真一个运用Multisim10实现有源二阶低通切比雪夫滤波器，该滤波器具备以下条件：（1）功能要求：根据给定的参数，应用Multisim语言实现切比雪夫低通滤波器的设计。（2）参数要求：频率0Hz～4KHz，通带波纹1dB（3）仿真要求：实现3d

6、B带宽为4000Hz的切比雪夫低通滤波器。1.滤波器基础知识1.1滤波器的功能滤波，顾名思义，就是滤除信号中不需要的分量，保留有用的分量，即让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。具提而言是在通带内使信号受到较小的衰减而通过，在阻带内使信号受到较大的衰减而抑制，在通带与阻带之间的一段过渡带是信号受到不同程度衰减。例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图1所示。图1：低通滤波器的滤波过程1.2滤波器的分类按照所处理信号形式不同滤波器可分为模拟和数字两大类。二者在功能特

7、性方面有许多相似之处，在结构组成方面又有很大差别。前者处理对象是连续的模拟信号，后者为离散的数字信[3]。模拟滤波器是以电阻R、电容C、电感L及运算放大器等模拟器件实现对无用信号的滤除，根据器件的不同又可分为有源滤波器和无源滤波器两种。无源滤波器电路是仅由无源器件如电阻电感电容等组成，有源滤波器电路不仅有无源器件，还有诸如双集成管24、集成运放等有源器件。数字滤波器是将模拟信号数字化后通过数字信号处理器以数字算法的方式提取所需特征进而还原成有用模拟信号。根据算法的不同又可分为无限长单位脉冲响应(IIR)和有限长单位脉冲响应(FIR)

8、[4]。有源滤波器又可以分为低通滤波器；高通滤波器；带通滤波器；阻带滤波器。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，抑制低频或直流分量.带通滤波器：它允许一定频段