基于Matlab的無(wú)失真模擬濾波器設(shè)計(jì)

1．2 帶阻濾波器設(shè)計(jì)
帶阻濾波器(又稱(chēng)陷波器)的作用是抑制某一頻率信號(hào)而通過(guò)其他頻率的信號(hào)。在Matlab中用[b，a]=butter(n，Wn，′stop′，′s′)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)帶阻濾波器，其中[b，a]是濾波器傳遞函數(shù)多項(xiàng)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(lèi)似，帶阻濾波器的幅頻、相頻特性如圖2(a)所示。在該設(shè)計(jì)中，實(shí)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(jì)算公式可以通過(guò)Matlab編程來(lái)得到，最終根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇相應(yīng)的標(biāo)稱(chēng)值。

1．3 低通濾波器與帶阻濾波器的級(jí)聯(lián)
將前面設(shè)計(jì)的低通與帶阻濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，使得級(jí)聯(lián)以后電路的幅頻特性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)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(dá)到一60 dB以上。若不能達(dá)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求為止。在Matlab中，通過(guò)conv函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電路的級(jí)聯(lián)。主要程序如下：

％b3、a3為低通和帶阻濾波器級(jí)聯(lián)后傳遞函數(shù)多項(xiàng)式系數(shù)與求低通濾波器的幅頻、相頻特性類(lèi)似，級(jí)聯(lián)電路的幅頻、相頻特性如圖3所示?？梢?jiàn)，當(dāng)Q取O．7時(shí)，幅頻特性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但相頻特性在8 000一Hz以?xún)?nèi)不是一根直線，為了使輸出信號(hào)不至于失真，必須加上一級(jí)相移濾波器，使總的相移特性成為一條直線。