二阶高通巴特沃兹滤波器

1、巴特沃兹二阶有源高通滤波电路的设计与仿真摘要：本文给出了巴特沃兹二阶有源高通滤波器的设计方法和设计实例，通 过multisim电路仿真试验能够得到一个性能优良的二阶有源高通滤波器，并在 Altium Designer中设计出了印刷电路板（PCB）。关键词：有源；高通滤波器；设计；仿真1、概述滤波器，是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯 净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是 滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。而有源滤波器在滤 波的同时还能对信号起放大作用。在各种经典滤波器类型中，巴特沃斯滤波器 是通频带内的频率响应曲线最

2、大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐 下降为零的滤波器。2、设计方法设计流程由于现在巴特沃兹低通滤波器的设计已经有了完整的计算公式与图表，所以 设计模拟高通巴特沃兹滤波器时可先将要设计的技术指标通过某种频率转换关 系转换成模拟低通滤波器的技术指标，并依据这些技术指标设计出低通滤波器的 转移函数，然后在依据频率转换关系变成所要设计的滤波器的转移函数，得出转 移函数后可和电路的转移函数相比较，从而确定各种器件的参数。设计步骤1、高通滤波器转移函数的确定由于滤波器的幅频特性都是频率的偶函数，通过入和n轴上各主要频率点的对应 关系可得入n =1.因此，可将高通滤波器的频率n转换成低通滤波器的频率入，

3、 通带与阻带衰减a p, a s保持不变。考虑到对称性可得H(s)=G(p)其中 p=。p/sG 0又查表得二阶低通巴特沃兹滤波器的转移函数为G(p)= p 2 + *p + 1所以二阶高通巴特沃兹滤波器的转移函数为H(s)=一其中H0是任5 2 + C S+ 2Q C意增益因子，3 c是截止频率，Q是品质因数2、压控电压源二阶有源高通滤波器图形如下其传输函数为:AuoS 2Au(s) =111S 2 + (+ (1 - Auo)S +RC RCRC RRCC12 21 112 12AuoS 2S2 + c S+ 2Q C归一化的传输函数为：Au（sz）=Auo其中S =通带增益:A 1 RA

4、uo=1+ 通过对比得截止角频率:J% R2 CC 2=2n fc1 + 1QT R2 C1R2 C 21+ (1 一 Auo)R1C1（1）（2）3、设计实例设计一个有源高通巴特沃兹滤波器，指标为：通带截止频率 fC=1kHz，通 带电压放大倍数Auo=2，阶数为2,通带最大衰减为3dB.一一.一 、2解：因为阶数N=2，由以上公式对比得Q=W2又 Auo=2，所以 R3=R4对于本例，两个方程（1）和（2），四个未知数，所以可先取电容的值，一般电容的值低于1uf可取：C1=C2=C = 0.01uf联立方程3 c= =2n fc汽 R2 CC 2臭=-+ - + (1 - Auo)-Q R

5、2 C1 R2 C 2RC1两个方程两个未知数，将C、fc、Q、Auo的数值带入解得R1=18.2K R2=13.9K 为了达到静态平衡，减小输入偏置电流及其漂移电路的影响: 取 R3=R4=R2 等于 13.9K 至此该电路的参数确定完毕。4、电路仿真通过multisim电路仿真试验能够得到一个性能优良的巴特沃兹二阶有源高 通滤波器。使之在1000Hz时衰减为dB.-WM 13J9kOVDDVDD通过波特仪观察如下:5、PCB板的设计设置相关选项得出该图的PCB版图6、结论通过设计的有源二阶高通巴特沃兹滤波器，给出了设计有源二阶高通巴特沃 兹滤波器的基本设计方法，步骤，经过电路仿真我们设计的有源二阶高通巴特沃 兹滤