切比雪夫低通滤波器

1、课程设计题 目：院 （系）：专 业：学生姓名 ：学 号：指导教师：2014 年01 月03 日切比雪夫低通滤波器摘要：利用ADS202儆件设计切比雪夫型低通滤波器，通过最终的图像，分析该滤波器的功能特性，并与其他滤波器对照分析，说明此种滤波器的优势所在。关键字：ADS202CB件切比雪夫低通滤波器功能特性摘要 11 滤波器概述 3滤波器分类 3依照滤波器的选频作用分类 4依照“最正确逼近特性”标准分类 4理想滤波器 52 切比雪夫低通滤波器设计 7新建滤波器工程 7成立一个低通滤波器设计 73设计心得 124 参考文献 13、滤波器概述滤波器是一种选频装置，能够使信号中特定的频率成份通过，而极

2、大地衰减其它频率成份。在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，能够滤除干扰噪声或进行频谱分析。广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。因为，任何装置的响应特性都是鼓励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。因此， 组成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表乃至连接导线等等，都将在必然频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处置。滤波器分类：滤波器特性能够用其频率响应来描述，按其特性的不同，能够分为低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器和带阻滤波器等。低通滤波器有很多种，其中，最通用的确实是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。巴特沃斯滤波器是滤波器的一

3、种设计分类，其采纳的是巴特沃斯传递函数，有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型。巴特沃斯滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真。切比雪夫滤波器同巴特沃斯滤波器相添加图片比，切比雪夫滤波器的过渡带很窄，但内部的幅频特性却很不稳固。巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应超级平坦，超级接近DC信号， 然后慢慢衰减至截止频率。巴特沃斯滤波器专门适用于低频应用，其关于保护增益的平坦性来讲超级重要。依照滤波器的选频作用分类低通滤波器从0f 2频率之间，幅频特性平直，它能够使信号中低于f2的频率成份几乎不受衰减地通过，而高于 f 2的频率成份受到极大地衰

4、减。高通滤波器与低通滤波相反，从频率fl8,其幅频特性平直。它使信号中 高于f 1的频率成份几乎不受衰减地通过，而低于f 1的频率成份将受到极大地衰减。带通滤波器它的通频带在flf2之间。它使信号中高于fl而低于f2的频率成份能够不受衰减地通过，而其它成份受到衰减。带阻滤波器与带通滤波相反，阻带在频率 ，一£2之间。它使信号中高于 fl而低于f 2的频率成份受到衰减，其余频率成份的信号几乎不受衰减地通过.低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最大体的形式，其它的滤波器都能够分解为这两种类型的滤波器，例如： 低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器，低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波

5、器。依照“最正确逼近特性”标准分类巴特沃斯滤波器从幅频特性提出要求，而不考虑相频特性。巴特沃斯滤波器具有 最大平坦幅度特性，其传输函数表达式为：怜2« )2 % 2n切比雪夫滤波器切贝雪夫滤波器也是从幅频特性方面提出逼近要求的，其传输函数表达式为：S2i(j )2 v 2 2/ 1 Tn( )是决定通带波纹大小的系数，波纹的产生是由于实际滤波网络 中含有电抗元件；Tn是第一类切比雪夫多项式。与巴特沃斯逼近特性相较较，这种特性尽管在通带内有起伏，但对一样的n值在进入阻带以后衰减更峻峭， 更接近理想情 形。值越小，通带起伏越小，截止频率点衰减的分贝值也越小， 但进入阻带后衰减特性转变缓慢

6、。 切比雪夫滤波器与巴特沃斯滤 波器进行比较，切比雪夫滤波器的通带有波纹，过渡带轻陡直， 因此，在不许诺通带内有纹波的情形下，巴特沃斯型更可取；从 相频响应来看，巴特沃斯型要优于切贝雪夫型。理想滤波器理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成份都衰减为零的滤波器，其通带和阻带之间有明显的分界限。也确实是说，理想滤波器在通带内的幅频特性应为常 数，相频特性的斜率为常值；在通带外的幅频特性应为零。而理想滤波器是不存在的，实际滤波器通带和阻带之间应没 有严格的界限。在通带和阻带之间存在一个过渡带。在过渡带内的频率成份可不能被完全抑制，只会受到不同程度的衰减。固然，希望过渡带越窄

7、越好，也确实是希望对通带外的频率成份衰减得越快、越多越好。因此，在设计实际滤波器时，老是通过各类方式使其尽可能逼近理想滤波器。理想滤波器的特性只需用截止频率描述，而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点，故需用更多参数来描述。纹波幅度d在必然频率范围内，实际滤波器的幅频特性可能呈波纹转变，其波动幅度d与幅频特性的平均值 A）相较，越小越好，一样应远小于-3dB。截止频率fc幅频特性值等于0所对应的频率称为滤波器的截止频率。以A为参考值，°对应于-3dB点，即相关于 A衰减3dB。假设以信号的幅值平方表示信号功率，那么所对应的点正好是半功率点。2、切比雪夫低通滤波器设计新建滤波器工程，口

8、36口安全中心 口福昕阅读黑曲 Aiiviiictd Design System 2000运行弁打开ADSa件，然后创建一个滤波器工程， 命名为: “chenkan_dianzi102_56 "，选择长度单位为 millimeter ,如 图1和图2所示。站 Advanced Desicji System苜 RF D esi gn.er苜 Unirvstfill ACS图1 ADS软件图2新建一个工程成立一个低通滤波器设计(1 )打开 “ chenkan_dianzi102_56 ” 工程，建一名为 “ chenkan_dianzi102 _56_prj” 原理图，执行菜单【 Des

9、ignGuide 7 Filter 】，选择 “ Filter Control ”项，弹出对 话框。(2)单击图标出，在“Filter DG-All ”面板当选择一个双端口 低通滤波器 模型，回到滤波 器设计向导中，打开“FilterAssistant标签页，滤波器类型选“ Chebyshev”，即切比雪夫相应。在设计向导中输入滤波器参数如图3;然后单击【Redraw】就可看到切比雪夫响应曲线，如图 3所示Lurrstt Sch.arri4.ti Cditkgfuii nruil02 L0130L 4Cti6 prj 工 IvTi<rtCsTrf 本%*n七I.UTLnv£i&

10、amp;3I)ri*tCisipj匚4？qbi】i 工/uh«JKMa3ilCC 1013034036Desi9.1 Simulate!,JispliT r dbT Cl Jtes. gru Infori st i duT il ter lESiutt in Aee.e Et-uli 印二呼 Asti EtanlgfiTE fi;VME电 obe e Tjj aOSLc 4l1*ar匚曦itoljy5匚弓口三First HlcnatC rflfG/l 鼻 TP3力2j ¥1»11 AetEanlOrd«iQAx，:1BJ11 ©ti 亨iL a

11、 iLrswIf alpniURTl liDSETti皿 工口监： 0.0CT1D图3切比雪夫相应曲线(3)选择滤波器模型，单击 国图标，取得滤波器的子电路，如 图4所示。 . iC>iEEilLim_tLLnri±i 111 2_ 1H1194114LI!iti_j:irJ I bA_LCXuv|!a35UT l_Lherikaji_diKnxn i U2_ 10 L JU 1 4Uh0 t节仁HevzlI| . t |XEli IL S-sQaz-l Viw iDu-airI Qpli dju. TdoJe. LsTjiat 甘iivuil.1. /inJDVct_i1汰

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13、tartiw pvibt0 itenT4- w- 4 万口& £1 跖口0 ESI. g OOrnj,事A/aj jnScIi图4滤波器元器件的子电路(4)设置好后在滤波器设计向导当选择“simulationAssistant ” 标签页，“Start ” 为 0, “Stop” 为 8GHz “Step 为20MHz如图5所示。图5 " Filte DG ”对话框设置(5)单击【simulate，开始仿真，仿真结果如图6所示。DA LCLvu«tflPT*LC“"-1H I、最工。工皿匕，1 1芝P. Jfflli i Vt 9 Iii

14、1;-id- L *<irki1( I ! nirifObta mh：g TGl.岛 M% Rvl p_»除曲与Q t»牛a二二奥小H >1%|smxM«jrijatj图 匐|lil! h. nil*5X 1/ V A Vfl，冲3Ghl烟芋盯Dcu w % n L FtlnpLi%. 硝 4 ml=L-1L-忖g。7” 3k上' 匚y廿'mUAikidiL _曰1巾和ju!l*fei -eiiwjilLti mi ud& Ik力-wbbwI! Th* 口.hijry”h f第w Mt hp*Tm享-?»：甲 Vk：!

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