七阶LC滤波器设计报告

1、创新实验项目报告书实验名称七阶LC滤波器设计日期2011.3.6姓名专业自动化0906及自动化0901实验目的（详细指明输入输出）设计一个七阶的LC滤波器，使其截止频率为15MHz，特征阻抗为50Q实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）对函数型滤波器类型的选择按函数分类的滤波器可以分为巴特沃思型，切比雪夫型，高斯型，贝塞尔型等，其名称及相应的特性具体见下图巴特沃思型|瓦格纳（Wagner）=1通带内响应最为平坦，1也称为powertermfilter切比雪夫型|（等波纹滤波器）=截止特性特别好；群延时特性不太好；通带内有等波纹起伏逆切比雪夫型（巴特沃思-切比雪夫滤波器）阻带内有零点（陷

2、波点）由于椭圆型比它能得到更好的截止特性，因而它不太使用椭圆函数型（联立切比雪夫滤波器）通带内有起伏，阻带内有零点，截止特性比其他滤波器都好，但对器件要求严贝塞尔型（延时最平伏滤波器）通带内延时特性最平坦截止特性相当差咼斯型|这种函数型的BPF常用于决定频谱分析仪贷款的滤波器中相位等波纹型通带内的相位是等波纹变化的勒让德型|截止特性比巴特沃思型好，并且可以用小的器件只来实现近代设计方法古典设计方法定K型|=*设计简单，易于增加阶数m推演型能得到比定K型更陡峭的截止特性，但阻带特性差结合各种设计类型的特性及实现的难易程度决定选用巴特沃思型分析与计算首先，根据实验要求可以得到一个7阶归一化的巴特沃

3、思型LPF电路图。以下列出的是相对应的T形和n形电路由于电感比较难绕，而且其数值不好控制，所以我选择电感比较少的n形电路作为基础进行变换。该实验中要求截止频率达到15MHz,特征阻抗为50Q。在归一化条件下，截止频率为1/(2n)Hz(即约等于0.15915Hz)且特征阻抗为1Q。各元件参数值的计算公式为TOC o 1-5 h zC或L，2sin昱旦，式中k=1,2,，nkk2n此实验要求是7阶，因此亠(21-1)冗C(或L)，2sin0.44504127卡(22-1)冗C(或L)，2sin1.24698227卡(23-1)冗C(或L)，2sin1.80194327卡(24-1)冗C(或L)，

4、2sin，2.0427卡(25-1)冗C(或L)，2sin1.80194527卡(26-1)冗C(或L)，2sin1.24698627这几个值便是截止频率为1/（2n）Hz（即约等于0.15915Hz）且特征阻抗值为1Q的7阶巴特沃思型LPF的元件值。第一步：进行截止频率变换待设计滤波器的截止频率M=基准滤波器的截止频率然后，将基准滤波器的所有元件值除以M,从而把滤波器的截止频率从1/（2n）Hz变换成15MHz第二步：进行特征阻抗变换K待设计滤波器的特征阻抗基准滤波器的特征阻抗将上一步得到的所有电感元件值乘以K，对所有电容元件值除以K，即得到截止频率为15MHz，特征阻抗为50Q的滤波器，也

5、即是该实验所求。实验步骤（记录实验流程，提炼关键步骤）首先进行截止频率变换待设计滤波器的截止频率15MHz1.5x107HzM，9.4x107基准滤波器的截止频率（丄0.159154Hz12冗然后，将基准滤波器的所有元件值除以M，从而把滤波器的截止频率从1/（2n）Hz变换成15MHz经过计算后得到的滤波器电路如下图所示然后进行特征阻抗变换待设计滤波器的特征阻抗50QK基准滤波器的特征阻抗=50.010将上图中所有电感元件值乘以K,对其所有电容元件值除以K,从而得到截止频率为15MHz，特征阻抗为50Q的滤波器，即是最终所求。经过计算后得到的最终滤波电路如下图所示此电路图即是最终所求四、实验结

6、果（详细列出实验数据、protel实际电路图和结论分析）在电路的实际焊接中，L1和L3取的是0.7uH,Cl和C3取的是101的瓷片电容，由于没有400pF的电容，实验中采用的是500pF（2个102电容串联），然而实验结果却与理论值不太一样。之前测得截止频率约为10MHz，后来我稍微修正一下电路后，再去测时，截止频率变为1MHz,这可能是与电路和电感有关，任何细微的改变都可能改变电路的特性。另外，实验数据应保持原样性，遵从实验事实。五、问题总结（实验中遇到的已解决和未解决的问题）实验的实际频率达不到理论的截止频率，有的时候存在很大的偏差。在本实验中，在最开始我测得的截止频率约为10MHz,后来我发现电容不对，修正后，频率却变为了1MHz，之后我又把原来测试的电路还回去，但却无法出现最开始的10MHz,我也不知道这是为什么，也许是因为滤波器电路的要求比较精确，稍微改变就无法还原，但是理论确实不变的，我想在重复实验后最终会达到满意的效果。1该文档是个人重要的学习材料和经验积累，希望大家认真完成这份文档后，把它与