摘要

设计一个巴特沃斯低通滤波器

一、设计要求:

设计目标为设计一个二阶巴特沃斯低通滤波器,转折频率为6.3千赫兹

二、方案设计

2.1 电路设计

电路设计采用无限增益多路反馈型滤波电路,逼近方式采用巴特沃斯逼近,电路图如图:

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2.2 参数计算

使用查表法确定参数,步骤如下:

  • 因为采用无限增益多路反馈型巴特沃斯低通滤波器,所以查看如下表格4-5,根据截止频率为6.3KHZ,所以选择C1为0.01uF

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  • 按照公式K=100/(fc*C1) 计算电阻换标系数
1
K=100/(63000.01)=1.587
  • 拟设计通带增益Kp= -2,所以由表4-6查得归一化阻值:
1
2
3
r1=2.565
r2=3.292
r3=5.130
  • 由表得C2/C1=0.15,所以得到电容 C2=0.0015uF

  • 将归一化电阻值分别乘上电阻换标系数可以得到实际电阻值为:

1
2
3
R1=2.565*1.587=4.07
R2=3.2921.587=5.224
R3=5.1301.587=8.14

三、电路仿真

按照第一次的电路图带入计算的数值在multisim中进行仿真

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运行后查看特性曲线

幅频特性曲线:转折频率约为6.3KHZ

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相频特性曲线:90度时频率也约为6.3KHZ

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打开示波器查看仿真波形:

绿色为原始波形(6kHz),蓝色为原始波形加入一个高频噪声后的波形,红色为经过通带增益-2的低通滤波器滤波后波形,滤波后存在相位偏移

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