--巴特沃斯型)
一. 本节简介本节主要介绍巴特沃斯型设计思路和对应仿真,以及现代滤波器的设计方法二. 实验平台1. 硬件① 电脑2. 软件① Ltspice(Version x64:26.0.2)三. 版权声明1. 作者:LLLor2. 喝水不忘挖井人,转载请注明出处四. 基础知识1. 现代滤波器设计本质是确定传递函数,再反推电路2. 传递函数https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BC%A0%E9%80%92%E5%87%BD%E6%95%B0#cite_note-LaughtonWarne2002-3常见的开关电源中 ,输入电压Vin,输出电压Vout,那这个电源的传递函数H(s)但是滤波器设计中,大部分采用幅度平方函数以便于设计,(也有如贝塞尔型会用H(s)设计,因为它考虑的是群延迟最平坦,jω不适用)3. 将变换为 H(s)① 为什么要变换为H(s)从物理信息变回数学信息②③ H(s)H(-s)为2n次多项式,计算H(s)时,极点需要取n个处于左半极面的极点,即实数根为负数4. H(s)变换为LC器件的具体数值① 将数学信息转换为应用电路A: 其中为输入阻抗B:为反射系数1 ) 根据能量守恒:2 )注意:计算方式与H(s)一样求极点②连分式展开通过连分式展开,将展开成所需要滤波器阶数形式,得到LC具体数值,例:二阶的连分式展开是输出阻抗,是串联电感,是并联电容三阶连分式展开(T型)是输出阻抗,是串联电感,是并联电容,是串联电感三阶连分式展开(π型)是输出阻抗,是并联电容,是串联电感,是并联电容五. 归一化巴特沃斯型LPF设计1. 概述① 特点:通带内尽可能平坦,且截止频率增幅为-3dB② 幅度平方函数③ 不知道有什么滤波器,用这个就对了(最常用)2.计算步骤(归一化计算步骤都差不多)① 频率变换:② 阻抗变换③频率变换的和可以通过下图设计数据得出,阻抗变换的和通过频率变换后的和得出3. 仿真(以截止频率10Mhz,阻抗特征Z50Ω,5阶巴特沃斯型LPF为例)初始状态①频率变换:M10MHz÷() ≈ 62,853,551.23L1 L3 0.618/62,853,551.23 9.832×10⁻⁹L2 2/62,853,551.23 3.18×10⁻⁸C1 C2 1.618/62,853,551.23 2.574×10⁻⁸② 阻抗变换:K50L1 L3 9.832×10⁻⁹ * 50 4.916×10⁻⁷L2 3.18×10⁻⁸ * 50 1.59×10⁻⁶C1 C2 2.574×10⁻⁸ / 50 5.148×10⁻¹⁰频域仿真在截止频率fc处,增幅为-3dB
归一化LC低通滤波器设计与Ltspice仿真(2)--巴特沃斯型
一. 本节简介本节主要介绍巴特沃斯型设计思路和对应仿真,以及现代滤波器的设计方法二. 实验平台1. 硬件① 电脑2. 软件① Ltspice(Version x64:26.0.2)三. 版权声明1. 作者:LLLor2. 喝水不忘挖井人,转载请注明出处四. 基础知识1. 现代滤波器设计本质是确定传递函数,再反推电路2. 传递函数https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BC%A0%E9%80%92%E5%87%BD%E6%95%B0#cite_note-LaughtonWarne2002-3常见的开关电源中 ,输入电压Vin,输出电压Vout,那这个电源的传递函数H(s)但是滤波器设计中,大部分采用幅度平方函数以便于设计,(也有如贝塞尔型会用H(s)设计,因为它考虑的是群延迟最平坦,jω不适用)3. 将变换为 H(s)① 为什么要变换为H(s)从物理信息变回数学信息②③ H(s)H(-s)为2n次多项式,计算H(s)时,极点需要取n个处于左半极面的极点,即实数根为负数4. H(s)变换为LC器件的具体数值① 将数学信息转换为应用电路A: 其中为输入阻抗B:为反射系数1 ) 根据能量守恒:2 )注意:计算方式与H(s)一样求极点②连分式展开通过连分式展开,将展开成所需要滤波器阶数形式,得到LC具体数值,例:二阶的连分式展开是输出阻抗,是串联电感,是并联电容三阶连分式展开(T型)是输出阻抗,是串联电感,是并联电容,是串联电感三阶连分式展开(π型)是输出阻抗,是并联电容,是串联电感,是并联电容五. 归一化巴特沃斯型LPF设计1. 概述① 特点:通带内尽可能平坦,且截止频率增幅为-3dB② 幅度平方函数③ 不知道有什么滤波器,用这个就对了(最常用)2.计算步骤(归一化计算步骤都差不多)① 频率变换:② 阻抗变换③频率变换的和可以通过下图设计数据得出,阻抗变换的和通过频率变换后的和得出3. 仿真(以截止频率10Mhz,阻抗特征Z50Ω,5阶巴特沃斯型LPF为例)初始状态①频率变换:M10MHz÷() ≈ 62,853,551.23L1 L3 0.618/62,853,551.23 9.832×10⁻⁹L2 2/62,853,551.23 3.18×10⁻⁸C1 C2 1.618/62,853,551.23 2.574×10⁻⁸② 阻抗变换:K50L1 L3 9.832×10⁻⁹ * 50 4.916×10⁻⁷L2 3.18×10⁻⁸ * 50 1.59×10⁻⁶C1 C2 2.574×10⁻⁸ / 50 5.148×10⁻¹⁰频域仿真在截止频率fc处,增幅为-3dB
