5阶巴特沃斯滤波器.docVIP

物理学院 电子信息科学与技术 沈凡 2011213403 基于Pspice的滤波器电路仿真 题目要求： 一、电路图的设计： 1、计算参数 鉴于巴特沃斯滤波器具有通带衰减特性平坦，且易于设计，选择巴特沃斯低通滤波器来实现这个函数。 对滤波器的要求为：通带截止频率=5kHz，即当衰减为-3dB时频率为5kHz，通带最大衰减=2dB，阻带截止频率=12kHz，阻带最小衰减=30 先确定阶数N 为归一化极点，用下式表示： 将k代入，得到极点： 归一化传输函数为 分母可以展开成五阶多项式 计算出 为将去归一化，先求3dB截止频率 将代入中得到 查表可得归一化的5阶巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 由此可以看出，五阶滤波器可以由一阶和二阶滤波器级联而成。 将代入就可以去归一化 现在设计第一级二阶低通滤波器，其传输函数 对于下面这个滤波器 传输函数为 Where 。 用低通滤波器的标准记法 令，等式两边对比，即可得到 令=C=10nF， 则 ，所以=2.382，所以=1.382 令则 至此，第一级的二阶低通滤波器的参数已经设计完毕。 同理，在第二级的低通滤波器中令=C=10nF，=3183k，则 下面再来计算第三级的一阶低通滤波器 其传输函数， 其中， 又因为= 取C=10nF，则 至此，滤波器的所有参数均已求出。 2、基于Pspice的电路仿真图 二、电路分析 对电路进行交流扫描，扫描结果波特图如下 扫描从1mHz开始到1GHz，从图中可以看到，滤波器的通带增益为10.342dB，当增益下降-3.0836dB时,对应的频率为5.0432kHz，当下降-10.038dB时，对应的频率为6.1703kHz，当下降-40.221时，对应的频率为12.522kHz 三、仿真总结 由仿真结果可以看到，该巴特沃斯滤波器具有平坦的通带，较窄的过度频带，与预期的结果相符。