滤波器设计方法（滤波器的组成）

本文目录一览：

• 1、怎么设计滤波电路
• 2、分布参数滤波器原理及设计方法
• 3、递归型数字滤波器的设计步骤？
• 4、fir滤波器的设计方法有哪些？
• 5、简述用双线性变换法设计IIR数字滤波器的基本步骤
• 6、请简述窗函数法设计FIR数字滤波器的方法与步骤。

怎么设计滤波电路

一般来说，滤波器的技术指标往往是幅频响应特性。所有的技术指标基本上都可以通过滤波器的传递函数计算得到。因此，从一定程度上讲，滤波器的设计租山闹就是寻找一个合适的传递函数，使其能够满足所要求的技术指标。

在工程设计中，高通、带通和带阻弊罩滤波器的设计通常是利用低通滤波器的原型，经过频率变换得到。这样就转变为一个低通滤波器的设计。

不过现在滤波器的设计一般都是用软件了，参数的计算很方便，不用懂太多的理论，稍微有点基础就行，仿真出结果，在做板。当然，最重要的还是最后的调试，也就是这里需要些理论基础。不过这都是建立在 滤波器设计软件 仿真软件 PCB用好的情况下。还是建议你多学些理论，容易找出不足，完善自己的设计。Filter Solutions 2009一个不错的滤波软件，你如果用，我有软件和中文资料唯链

分布参数滤波器原理及设计方法

    当电路的工作频率比较高（大约300MHz 以上）时，电路的寄生参数（如电容器引脚产生的寄生电感）值不可忽视，甚至占主导作用，集总参数元件不再适用于构造高频电路，而应该用分布参数元件取而代之。 虽然分布参数元件和集总参数元件在构造上有很大区别，但是电路的原理是完全一样的。对于滤波器也是如此，理论上，分布参数滤波器设计思路就是先设计出符合指标的集总参数滤波器（LC 滤波器），再将集总参数滤波器中的集总参数元件（电感和电容）用分布参数元件替换即可，但是，实际上并不是这么容易，因为并不存在能等效为纯电容和纯电感这样的分布参数元件，所以用集总参数滤波器通过元件替换的方法得到分布参数滤波器会受到很大限制。 因此分布参数滤波器设计需要其他方法，本章主要是介绍用耦合矩阵的方法设计滤波器，这种方法是基于上一章介绍的滤波器设计经典方法（即低通原型滤波器转换的方法）基础上发展而来的，用来设计分布参数滤波器很方便。

分布参数元件

    布参数电路是由分布参数元件构成的，这些元件的实质是不同形式的传输线，根据微波技术基础的知识可以通过改变传输线的长度、终端结构（如开路或短路）、横截面来使传输线的端口呈现出不同的输入阻抗，如果将这样的传输线的输入阻抗构造成电抗形式，那么它的端口就有电抗元件（电容或电感）的特征，而滤波器是由电抗元件构成的，所以传输线就可以构成滤波器。 本节介绍几种常用的分布参数元件。常见的分布参数电路是微带线和矩形波导，SIW 结构作为波导工作原理的特殊微带线也是分布参数电路的一种.

一般微带线

    微带线立体图如图 3-1 所示，它是传输线的一种，由上导体、介质、下导体组成尺早，介质的作用是隔离嫌亩上下导体，下导体通常接地，上导体上流过的电流和对地（即下导体）的电压，以及由电流在附近（空气和介质中）产生的电磁场就是微带线传播的信号。 微带线上导体的宽度W 、介质厚度 h 和介质的相对介电常数 决定了微带线的特征阻抗

微带电感

    比较窄的微带线（即上导体宽度W 较小的微带线）的特征阻抗较大，这样的微带线叫做高阻线，同理，比较宽的微带线叫做低阻线。高阻线可以等效为一个电感，因为它线宽比较窄，容易在空间中产生较多的电磁场，像电感一样储能。

微带电容

    与高阻线可以等效为电感类似，低阻线也可以等效为电容，低阻线可以等效为一个接地电容，因为它线宽比较宽，可以和下导体构成芹困森一个平行板电容器。

  矩形腔体元件

矩形谐振腔

SIW 结构元件

一般 SIW 结构

SIW 谐振器

    用较密集的金属通孔将微带线围一周，在通孔墙和微带上下导体之间形成一个近似长方体的介质空间，这个空间可以作为矩形谐振器使用，如图 3-3

递归型数字滤波器的设计步骤？

递归型数字滤波器的设计步骤通常如下：

确定滤波器的类型：首先需要确定所需的滤波器类型，例如低通、高通、带通或带阻尺信颂滤波器。

确定滤波器的规格：在确定滤波器类型后，需要确定滤波器的规格，例如截止频率、通带增益、抑制带衰减等。

选择递归滤波器结构：选择合适的递归滤波器结构，例如一阶、二阶或高阶滤波器。

设计滤波器的传递函数：利用所选递归滤波器结构，设计出滤波器的传递函数，通常采用差分方程的形式表示。

对传递函数进行变换：对滤波器的传递函数进行变换，以便得到坦坦所需的数字滤波器。

实现数字滤波器：根据所得的数字滤波器设计参数，实现数字滤波器的具体电路或程序。

验证数字滤波器的性能：通过实际测试，验证数字滤波器的性能是否符合所需的规格。

需要注意的是，在数字滤波器的设计过程中，需要考虑到滤波器的性能、复杂度和稳定性等因素，以确保陵郑数字滤波器的实用性和可靠性。

fir滤波器的设计方法有哪些？

滤波器旦物可广义地理解为一个信号选择系统。其中数字滤波器精度高、稳定性好，不存在阻抗匹配问题，可以时分复用，能够完成一些模拟滤模瞎液波器完成不了的滤波任务。文中介绍了fir数字滤波器的基本原理、应用领域及设计思想，比较了fir滤波器各种实现结构的优缺点，并介绍了matlab、modelsim等软件实现低通fir滤波器的方法及步骤，以此为指导，设计出了一种低通fir滤波器。该滤波器采用了二的补码形式的csd编码算法，能够将常系数编码中的非零位达到最少，从而简化乘法器的结构，提高滤神旦波器的运算速度。滤波器电路采用verilog

hdl设计，最后设计出的基于csd架构的半带fir滤波器在modelsim上通过了功能仿真，并在matlab上进行频谱和时域分析。结果表明,此设计达到了预期效果，且采用这种方法设计的fir滤波器其性能优于传统方法。

简述用双线性变换法设计IIR数字滤波器的基本步骤

（1）编写用双性变换法设计巴特沃兹低通IIR数字滤波器的程序，要求通带 内频率低于0.2pirad时慧尺雹，容许幅度误差在1dB之内，频率在0.3pirad到pirad 之间的阻带衰减大于10dB。

（2）用双线性变换法设计Butterworth低通IIR数字滤波器，要求使用buttord， butter和bilinear函数。滤波器技术指标：取样频率1Hz，通带内临界频率0.2Hz，通带内衰减小于1dB；阻带临界频率0.3Hz，阻带内衰减大于25dB。

（3）以pi/64为取样间隔，在屏幕上打印出数字滤波器的频率区间[0,pi] 上的幅 频响应特性曲线(|H(ejw)|或20lg|H(ejw)|)。

（4）在屏幕上打印出H（z）的分子，分母多项式系数。

扩展资料

通带截止频率为0.2prad，阻带截止频率为0.3prad，图中横坐标w是数字频率，对应的模拟频率为0-fs/2。通带截止频率为0.4prad，阻带截止频率为0.6prad

看低通滤波器的幅频特性，并掌握了用双线性变换法设计巴特沃斯低通IIR数字滤波器的方法。双线性变换法首先根据模拟滤波困知器的指标设计出相应的模拟滤波器，然后再讲设计前帆好的模拟滤波器转换成满足给定指标的数字滤波器。

请简述窗函数法设计FIR数字滤波器的方法与步骤。

滤波器的理想频率响应函数为Hd(ejω)，则其对应的单位脉冲响应为hd(n)=窗函数设计法的基本原理是用有限长单位脉冲响应序列h(n)逼hd(n)。由友昌于hd(n)往往是无限长序列，且是非因果的，所以用窗函数。w(n)将hd(n)截断，并进行加权处理：

h(n)=hd(n)w(n)h(n)就作为实际设计的FIR数字滤波器的单位脉冲响应序列，其频率响应函数H(ejω)为H(ejω)=用窗函数法设计的滤派郑波器性能取决于窗函数w(n)的类型及窗口长度N的取值。设计过程中，要根据对阻带最小衰减和过渡带宽度的要求选择合适的窗函数类型和窗口长度N。

一般都选用Ⅰ型线性相位滤波器即滤波器阶数M为偶数，程序好羡扒如下：

wp=;ws=;Ap=1;As=100;

dev=[Rp Rs];

[M,wc,beta,ftype]=kaiserord(f,a,dev);

M=mod(M,2)+M;

plot(omega/pi,20*log10(abs(mag)));

运行程序可以得到滤波器的通阻带衰减，画出频率响应，若同阻带衰减不满足要求还可以使用滤波器的优化，一般使用的等波纹FIR进行优化。

扩展资料：

滤波器与机箱之间的一段连线会产生两种不良作用： 一个是机箱内部空间的电磁干扰会直接感应到这段线上，沿着电缆传出机箱，借助电缆辐射，使滤波器失效；另一个是外界干扰在被板上滤波器滤波之前，借助这段线产生辐射，或直接与线路板上的电路发生耦合，造成敏感度问题；

滤波阵列板、滤波连接器等面板滤波器一般都直接安装在屏蔽机箱的金属面板上。由于直接安装在金属面板上，滤波器的输入与输出之间完全隔离，接地良好，电缆上的干扰在机箱端口上被滤除，因此滤波效果相当理想。

参考资料来源：百度百科-滤波器

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