1、 课程设计说明书课程设计说明书 课题名称：课题名称：巴特沃斯有源高通滤波器的设计巴特沃斯有源高通滤波器的设计 专业名称：专业名称：电子信息工程电子信息工程 学生班级：学生班级：0909 级电信三班级电信三班 学生姓名：学生姓名： 学生学号：学生学号： 指导老师：指导老师： 设计时间：设计时间：20112011 年年 6 6 月月 2323 日日 第一部分：题目分析及设计思路第一部分：题目分析及设计思路 (一)、滤波器简介 滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。主要作用是：让有用信号尽可能 无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。 滤波器按照所处理的信号，可以分为：模拟滤波器和数字滤波器；按
2、照信号的频 段，可以分为：低通、高通、带通和带阻滤波器四种；按照所采用的原件，也可 以分为：无源滤波器和有源滤波器。用来说明滤波器性能的技术指标主要有：中 心频率f0，即工作频带的中心；带宽BW；通带衰减，即通带内的最大衰减阻带 衰减等。 (二)巴特沃斯滤波器简介 巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种。 巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响 应曲线最平滑。这种滤波器最先由英国工程师斯替芬巴特沃斯（Stephen Butterworth）在1930 年发表在英国无线电工程期刊的一篇论文中提出的。 一级至五级巴特沃斯低通滤波器的响应如下图所示： 巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦
3、，没有起伏，而 在阻频带则逐渐下降为零。 在振幅的对数对角频率的波特图上，从某一边界角 频率开始，振幅随着角频率的增加而逐步减少，趋向负无穷大。 (三)、巴特沃斯有源高通滤波器优化设计 设计目的 掌握滤波器的基本概念； 掌握滤波器传递函数的描述方法； 掌握巴特沃斯滤波器的设计方法； 设计一个巴特沃斯滤波器，其技术指标为： （1） 阻带截止频率： fc = 1kHz ； （2） 通带放大倍数：Aup =2； （3） 品质因素：Q = 1； （4） 阻带最小衰减率：-25dB。 设计要求： （1） 确定传递函数； （2） 给出电路结构和元件参数；（运算放大器可以选择） （3）利用PSPICE 软件
4、对电路进行仿真，得到滤波器的幅频响应，是否满足设计 指标； 第二部分：电路原理分析及基本电路图第二部分：电路原理分析及基本电路图 （一）确定传递参数： 二阶高通滤波器的通带增益 截止频率，它是二阶高通滤波器通带与阻带的界限频率。 品质因数，它的大小影响高通滤波器在截止频率处幅频特性的形 状。 （二）给出电路结构： 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 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。 选取的电阻的 标称值尽量接近计算结果，按图构成二阶高通滤波器或高通滤波节。特别注意的 是，增益 k 为靓电容的比值，所以应该把电容 C1 和 C2 的数值选成符合电容标称 值的元件，否则就需要在电路中并联微调电容，这将增加调试难度。 在工程设计中，高通、带通和带阻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。因此，根据低通原型 滤波器的技术指标，确定阶次 N，再确定巴特沃斯低通原型的传递函
