巴特沃斯滤波器的设计与仿真

巴特沃斯滤波器的设计与仿真

ID:38678703

大小:1.54 MB

页数:12页

时间:2019-06-17

巴特沃斯滤波器的设计与仿真_第1页
巴特沃斯滤波器的设计与仿真_第2页
巴特沃斯滤波器的设计与仿真_第3页
巴特沃斯滤波器的设计与仿真_第4页
巴特沃斯滤波器的设计与仿真_第5页
资源描述:

《巴特沃斯滤波器的设计与仿真》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库

1、电子科技大学信号与系统课程设计题目巴特沃斯滤波器的设计与仿真学院英才实验学院学号2015180201019学生姓名洪健指导教师王玲芳电子科技大学巴特沃斯滤波器的设计与仿真英才一班洪健2015180201019摘要:工程实践中,为了得到较纯净的真实信号,常采用滤波器对真实信号进行处理。本文对巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性、设计方法及设计步骤进行了研究,并利用Matlab程序和Multisim软件,设计了巴特沃斯模拟滤波器,并分析了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性。利用Matlab程序绘制了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性曲线,

2、并利用Matlab实现了模拟滤波器原型到模拟低通、高通、带通、带阻滤波器的转换。通过Multisim软件,在电路中设计出巴特沃斯滤波器。由模拟滤波器原型设计模拟高通滤波器的实例说明了滤波器频率转换效果。同时通过电路对巴特沃斯滤波器进行实现,说明了其在工程实践中的应用价值。关键词:巴特沃斯滤波器幅频特性MatlabMultisim引言滤波器是一种允许某一特定频带内的信号通过,而衰减此频带以外的一切信号的电路,处理模拟信号的滤波器称为模拟滤波器。滤波器在如今的电信设备和各类控制系统里应用范围最广,技术最为复杂,滤波器的

3、好坏直接决定着产品的优劣。滤波器主要分成经典滤波器和数字滤波器两类。从滤波特性上来看,经典滤波器大致分为低通、高通、带通和带阻等。模拟滤波器可以分为无源和有源滤波器。无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算

4、法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。Multisim10是美国NI公司推出的EDA软件的一种,它是早期EWB5.0、Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9等版本的升级换代产品,是一个完全的电路设计和仿真的工具软件。该软件基于PC平台,采用图形操作界面虚拟仿真了一个如同真实的电子电路实验平台,它几乎可以完成实验室进行的所有的电子电路实验,已被广泛应用于电子电路的分析,设计和仿真等工作中,是

5、目前世界上最为流行的EDA软件之一。本文主要对低通模拟滤波器做主要研究,首先利用MATLAB软件对巴特沃斯滤波器幅频特性曲线进行研究,并计算相应电路参数,最后利用Multisim软件实现有源巴特沃斯滤波器。正文1巴特沃斯低通滤波器巴特沃斯(Butterworth)滤波器的幅频特性如该幅频特性的特点如下:①最大平坦性。可以证明,在ω=0处,有最大值

6、H(0)

7、=1,幅频特性的前2n-1阶导数均为零。这表示它在ω=0点附近是很平坦的。②幅频特性是单调下降的,相频特性也是单调下降的。因此,巴特沃斯滤波器对有用信号产生的幅

8、值畸变和相位畸变都很小。2③无论阶数n是什么数,都会通过=,并且此时

9、Hj()

10、,而且n越大,其幅C2频响应就越逼近理想情况。电子科技大学Matlab函数如下①buttap:巴特沃斯滤波器原型[z,p,k]=buttap(n);②bttord;[n,wn]=buttord(wp,ws,Rp,As);计算巴特沃斯滤波器的阶数和截止频率。Rp为通带最大衰减指标,As为阻带最小衰减指标;计算巴特沃斯滤波器的阶数和3dB截止频率,p,s可以是实际的频率值,n将取相同的量纲我们使用函数[,nwn]buttor

11、dwpwsRpAss(,,,,'');当,为高通滤波器,当,为二元向量,为带通或带阻滤波器psps2巴特沃斯滤波器设计(1)利用巴特沃斯提供的子函数buttap函数进行巴特沃斯滤波器原型设计,程序如下n=input('N=');%请输入滤波器的阶数[z0,p0,k0]=buttap(n);%求模拟滤波器原型b0=k0*real(poly(z0))%求滤波器系数ba0=real(poly(p0))%求滤波器系数a[H,w]=freqs(b0,a0);%求解系统的频率特性plot(abs(H).^2),gri

12、d%画出系统的幅频响应由图可以看出滤波器阶数N越低,曲线越平缓;阶数N越高,曲线越陡峭。(2)巴特沃斯滤波器参数设计要求通带截止频率fP=2kHz,通带最大衰减Rp1dB,阻带截止频率fs5kHz,阻带最小衰减Au20dB部分程序如下电子科技大学fp2000;w=2*pi*fp;%输入滤波器的通带截止频率pfs5000;ws2*pi*fs;%输入

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。