基于Matlab的無失真模擬濾波器設(shè)計

1．2 帶阻濾波器設(shè)計
帶阻濾波器(又稱陷波器)的作用是抑制某一頻率信號而通過其他頻率的信號。在Matlab中用[b，a]=butter(n，Wn，′stop′，′s′)語句來實現(xiàn)帶阻濾波器，其中[b，a]是濾波器傳遞函數(shù)多項式的系數(shù)；n為濾波器的階數(shù)；wn=[fl*2*pi fu*2*pi]分別為阻帶低端一3 dB和高端一3 dB處的角頻率；′s′表示模擬濾波器的。主要程序如下：

與求低通濾波器的幅頻、相頻特性類似，帶阻濾波器的幅頻、相頻特性如圖2(a)所示。在該設(shè)計中，實際電路采用的是VCVS型二階帶阻濾波器如圖2(b)所示。電阻R1，R2，R3，電容C1的取值需要確定，它們的計算公式可以通過Matlab編程來得到，最終根據(jù)計算結(jié)果選擇相應(yīng)的標稱值。

1．3 低通濾波器與帶阻濾波器的級聯(lián)
將前面設(shè)計的低通與帶阻濾波器進行級聯(lián)，使得級聯(lián)以后電路的幅頻特性能滿足設(shè)計要求，即在8 kHz頻率處的衰減為一6 dB；16 kHz頻率(截止頻率)之后的衰減達到一60 dB以上。若不能達到要求，則根據(jù)仿真結(jié)果，不斷修改帶阻濾波器中的Q值，直到滿足設(shè)計要求為止。在Matlab中，通過conv函數(shù)來實現(xiàn)兩個電路的級聯(lián)。主要程序如下：

％b3、a3為低通和帶阻濾波器級聯(lián)后傳遞函數(shù)多項式系數(shù)與求低通濾波器的幅頻、相頻特性類似，級聯(lián)電路的幅頻、相頻特性如圖3所示?？梢姡擰取O．7時，幅頻特性滿足設(shè)計要求，但相頻特性在8 000一Hz以內(nèi)不是一根直線，為了使輸出信號不至于失真，必須加上一級相移濾波器，使總的相移特性成為一條直線。