低通滤波器怎么设计-低通滤波器带外衰减不少于40dB/十倍频程怎么设计;

如果要使用窗函数法来设计列线性相位FIR数字低通滤波器,可以按照以下步骤进行:

确定滤波器的通带边界频率Wp和阻带边界频率Ws,以及通带和阻带中的最大响应衰减值Ap和As。

使用频率响应规格,利用最小化差值法(Parks-McClellan算法)或拉普拉斯变换,求出滤波器的最小阶数N和对应的系数h。

为了实现列线性相位的特性,需要对系数h进行重新排列。设置时延T=N/2,并将h从小到大按照h(0),h(1),…,h(N-1)的顺序进行重新排列,得到新的系数h'。

应用窗函数对系数h'进行加权,得到最终的系数h''。窗函数可以用来控制滤波器的频率响应特性和时域性能,最常用的窗函数有矩形窗、三角窗、汉宁窗和黄宾等。

将系数h''应用到FIR滤波器的模型中,实现列线性相位FIR数字低通滤波器的设计。

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通过第一个极点是20dB/十倍频率,带宽是衰减3dB处,故第二个极点必须在第一个极点频率1.5倍范围内。第一个极点频率表示为1/R1C1,第二个极点频率表示为1/R2C2。用公式表示就是,1.5/R1C1>1/R2C2。

根据波特图,低通滤波器幅度频率特性为每过一个极点衰减速度增加20dB/十倍频,所以2个极点之后的衰减速度就是40dB/十倍频。因此,必须设计成第二个极点在通带范围以内,即衰减3dB以内。这样就要求,第一个极点与第二个极点离的需要很近。

扩展资料:

低通滤波电路电子低通滤波器的频率响应

有许许多多不同频率响应的不同类型滤波器电路。滤波器的频率响应通常用波德图‎表示。

例如,一阶滤波器在频率增加一倍(增加octave)时将信号强度减弱一半(大约-6dB)。一阶滤波器幅度波特图在截止频率之下是一条水平线,在截止频率之上则是一条斜线。

在两者边界处还有一个"kneecurve"在两条直线区域之间平缓转换。参见RC电路。二阶滤波器对于削减高频信号能起到更高的效果。这种类型的滤波器的波特图类似于一阶滤波器,只是它的滚降速率更快。

例如,一个二阶的巴特沃斯滤波器(它是一个没有尖峰的临界衰减RLC电路)频率增加一倍时就将信号强度衰减到最初的四分之一(每倍频-12dB)。

其它的二阶滤波器最初的滚降速度可能依赖于它们的Q因数,但是最后的速度都是每倍频-12dB。参见RLC电路。三阶和更高阶的滤波器也是类似。总之,最后n阶滤波器的滚降速率是每倍频6ndB。

对于任何的巴特沃斯滤波器,如果向右延长水平线并且向左上延伸斜线(函数的渐近线,它们将相交在“截止频率”。一阶滤波器在截止频率的频率响应是水平线下-3dB。

不同类型的滤波器――巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等――都有不同形状的“kneecurves”。许多二阶滤波器设计成有“峰值”或者谐振以得到截止频率处的频率响应处在水平线之上。

参考资料:

找图网-低通滤波器

参考资料:

找图网-低通滤波

使用运放器设计的简单低通滤波器电路如图2所示,计算公式如下图1:

该电路在闭环3dB转折点为fc,对高于fc的信号有6dB/2倍频程的衰减。低于fc频率的信号的增益由R3/R1决定,在输入信号频率远大于fc的情况下,电路可以看成是对交流信号的积分器。可以认为,此时从时域响应上看,比起积分来说,RC的时间延迟特性更明显。R2的阻值应选为R1和R3的并联阻值,以减小输入偏置电流带来的误差。在这里可以选择带内部频率补偿的运放或在外部对单位增益的频率特性进行补偿。

电路的频率响应特性如图3所示,该图说明了LPF和真正的积分器在频率特性上的区别。