全极点LC带阻滤波器设计
发布时间:2008/11/7 0:00:00 访问次数:546
要求 带阻滤波器,中心频率为10khz,在±250hz(9.75khz,1o.25khz)衰减为3db,在±100hz(9.9khz、1o.1khz)最小衰减为30db,信号源和负载阻抗为600ω。
解 ①将所给条件变换为几何对称的设计指标。因为带宽相当窄,由给定的算术对称频率可以得到下面的设计参数:
图1的响应曲线表明具有1db波纹、n=3的切比雪夫归一化低通滤波器,可以在频率比2.5:1范围内提供30db以上的衰减。相应的电路可以在表 1查得,如图1(a)所示。
③为了把归一化低通电路变换成归一化高通滤波器,用倒数元件值把电容和电感相互替换。变换后的结构如图1(b)所示。
④归一化高通滤波器按照截止频率等于所需要带宽500 hz和600ω阻抗进行变换。电容都除以z×fsf,电感都乘以z/fsf,其中z=600,频率标度系数fsf为2πfc,fc是500 hz。变换后的高通滤波器如图1(c)所示。
⑤为使高通变换成带阻,用电感与每个电容并联谐振,用电容与每个电感串联谐振。两个串联支路的谐振电感都由下式给出:
最后的滤波器如图1(d)所示,图中所有峰值点被调谐到中心频率的频率响应曲线见图1(e)。
当低通滤波器经高通变换,随后进行带阻变换,最小q值要求增大一个因数后等于带阻滤波器的q值,这可表示为:
式中,qmin(低通)值由图1给出;qbr=fjbw3db。支路q值应当大于qmin(带阻)若干倍,以获得接近理论的结果。
在中心频率处带阻滤波器的等效电路可用如下办法确定:用电阻ωol/ql,代替每个串联谐振电路,用电阻ω。lq,代替每个并联谐振电路,这些电阻相当于谐振时的支路阻抗。其中ω0是2πfc,ql是支路电感,而q,是支路q值,它通常只取决于电感的损耗。
显然,在中心频率处,电路能由一个电阻分压器代替。因此,所得的衰减量可由支路q直接控制。下面确定在电感q值为有限值时例1电路的衰减。
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要求 带阻滤波器,中心频率为10khz,在±250hz(9.75khz,1o.25khz)衰减为3db,在±100hz(9.9khz、1o.1khz)最小衰减为30db,信号源和负载阻抗为600ω。
解 ①将所给条件变换为几何对称的设计指标。因为带宽相当窄,由给定的算术对称频率可以得到下面的设计参数:
图1的响应曲线表明具有1db波纹、n=3的切比雪夫归一化低通滤波器,可以在频率比2.5:1范围内提供30db以上的衰减。相应的电路可以在表 1查得,如图1(a)所示。
③为了把归一化低通电路变换成归一化高通滤波器,用倒数元件值把电容和电感相互替换。变换后的结构如图1(b)所示。
④归一化高通滤波器按照截止频率等于所需要带宽500 hz和600ω阻抗进行变换。电容都除以z×fsf,电感都乘以z/fsf,其中z=600,频率标度系数fsf为2πfc,fc是500 hz。变换后的高通滤波器如图1(c)所示。
⑤为使高通变换成带阻,用电感与每个电容并联谐振,用电容与每个电感串联谐振。两个串联支路的谐振电感都由下式给出:
最后的滤波器如图1(d)所示,图中所有峰值点被调谐到中心频率的频率响应曲线见图1(e)。
当低通滤波器经高通变换,随后进行带阻变换,最小q值要求增大一个因数后等于带阻滤波器的q值,这可表示为:
式中,qmin(低通)值由图1给出;qbr=fjbw3db。支路q值应当大于qmin(带阻)若干倍,以获得接近理论的结果。
在中心频率处带阻滤波器的等效电路可用如下办法确定:用电阻ωol/ql,代替每个串联谐振电路,用电阻ω。lq,代替每个并联谐振电路,这些电阻相当于谐振时的支路阻抗。其中ω0是2πfc,ql是支路电感,而q,是支路q值,它通常只取决于电感的损耗。
显然,在中心频率处,电路能由一个电阻分压器代替。因此,所得的衰减量可由支路q直接控制。下面确定在电感q值为有限值时例1电路的衰减。
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