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使用状态变量法设计全极点有源高通滤波器

  要求 有源高通滤波器,在300Hz处衰减3士0.1dB,在l20Hz处最小衰减30dB,增益为2。

  解 ①计算高通陡度系数:

  ②图1的曲线表明,一个3阶1dB切比雪夫滤波器在2.5rad/s处的衰减可以超过30dB。因为指标要求在截止频率处有0.1dB的精度,使用状态变量法可以有相应的调整能力。

  ③从表11.26得到的低通极点位置如下:

  复数汲点:a=0.2257 p=0.8822

  实数极点:a=0.4513

  复数低通极点转换为高通极点如下:

  最后的滤波器电路结构如图1所示。电阻按照1%精度标准值舍人,R1和R3设计为可调的。

  (2)椭圆函数结构 图2所示的双2次型电路结构可以用来设计椭圆函数高通滤波器。在设计有源高通椭圆函数滤波器的双2次节实现过程中,使用本书所附光盘上提供的FILTER SOLUTIONS软件可以获得归一化极-零点位置,然后该位置被转换为高通极-零点位置并进行去归一化,用来计算元件值。从FILTER SOLUTIONS获得的参数是ω∞、ωo、Q和ao。

  归一化低通极点和零点必须首先转换为高通值。每对复数低通极点对包含的实部和虚

  部转换为归一化高通极点对如下:

  式(4.9)和式(4.10)中第二种形式包含的Q和ωo在FILTER SOLUTIONS软件提供相应参数时使用。

  图1  例2的全极点高通滤波器

  在全极点电路中,带通谐振频率fo由R3控制、通带Q值由R1决定。另外,如果R5设计为可变,它可以改变该节的陷波频率。然而,这种调整通常是不需要的,如果当电路对凡调整好谐振频率后,陷波频率会自动满足指标。

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