實現高階濾波器的方法是把基高階函數分解成多個二階因式之積,每個二階因式用對應的二階濾波器來實現,將這些二階濾波器串接起來即是所需的高階濾波器。這樣,就把設計複雜的高階濾波器的問題簡化為二階節基本單元設計。 設計舉例: 例如,設計截止頻率為1000HZ的低通濾波器,要求通帶幅頻響應平坦。截止頻率以外的下降率為100DB/10倍頻。 顯然,選擇五階巴特沃斯LPF,其框圖如圖5.4-59A所示。由一級和兩級二階電路組成。巴特沃斯型網路參數見表5.4-5。 1)已知條件WO、A和HO的確定,由表5.4-5查得N=5時有WO=WO1=WO2=WO3=1.000000。A2=1.618034,A3=0.618034。 選擇HO=1 這裡,頻率已經歸一化。由此可求得各級實際截止頻率為 WC=WO=WO1=WO2=WO3=2πFC=6280/S 對巴特沃斯LPF有WC和WO相等 2)確定電路形式及計算各級R和C的數值 既可選擇VCVS型LPF,也可選擇MFB型的LPF的具體電路來實現設計的要求。 本例選擇VCVS型的LPF。 在計算R和C的數值時,既可先任選定C,也可先任選定R。本例選定各級RC網路中的R均等於10K。 第一級的已知條件是WO=6.28/NS,R=10K,HO=1。即可求出此級C=0.0159UF。 第二級的已知條件是WO=6.28/NS,A2=1.618034,HO=1,R=10K。代入式(見下式),即可求出此級的C3=0.01967UF,C4=0.01288UF。 第三級的已知條件是WO=6.28/,A8=0.618034,HO=1,R=10K。代入式: 即可求出第三級的C2=0.05150UF,C4=0.004918UF。 由此則設計出如圖5.4-59B所示的VCVS型五階LPF。表5.4-6~表5.4-10示出了切比雪夫和貝塞爾網路參數。 在實際應用中,要求能快速、簡便的設計或選用具有一定精度,能滿足工程上要求的濾波器。因而在工程上,都採用直接查表法設計所需的濾波器。 在設計出一個有源濾波器的實際電路以後,還需進行最後的調整。即調整元件的數值和增益,以補償元件的公差和寄生效應。 密Q值濾波器
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