基于Matlab的無(wú)失真模擬濾波器設計

1．2 帶阻濾波器設計
帶阻濾波器(又稱(chēng)陷波器)的作用是抑制某一頻率信號而通過(guò)其他頻率的信號。在Matlab中用[b，a]=butter(n，Wn，′stop′，′s′)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現帶阻濾波器，其中[b，a]是濾波器傳遞函數多項式的系數；n為濾波器的階數；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。在該設計中，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，它們的計算公式可以通過(guò)Matlab編程來(lái)得到，最終根據計算結果選擇相應的標稱(chēng)值。

1．3 低通濾波器與帶阻濾波器的級聯(lián)
將前面設計的低通與帶阻濾波器進(jìn)行級聯(lián)，使得級聯(lián)以后電路的幅頻特性能滿(mǎn)足設計要求，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，則根據仿真結果，不斷修改帶阻濾波器中的Q值，直到滿(mǎn)足設計要求為止。在Matlab中，通過(guò)conv函數來(lái)實(shí)現兩個(gè)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)后傳遞函數多項式系數與求低通濾波器的幅頻、相頻特性類(lèi)似，級聯(lián)電路的幅頻、相頻特性如圖3所示?？梢?jiàn)，當Q取O．7時(shí)，幅頻特性滿(mǎn)足設計要求，但相頻特性在8 000一Hz以?xún)炔皇且桓本€(xiàn)，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(xiàn)。