内容发布更新时间 : 2024/6/22 18:36:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电气与电子工程学院 信号与系统课程设计

《信号与系统》课程设计报告

滤波器的设计与实现

学号 姓名

U201011773 邹文通

专业 电气工程及其自动化 班级 1001 指导教师

黄劲

院（系、所） 电气与电子工程学院

华中科技大学教务处制

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电气与电子工程学院 信号与系统课程设计

目录

1、 设计目的…………………………………………2 2、 设计原理…………………………………………2

2.1 一阶有源滤波电路…………………………………3

2.2 二阶有源滤波电路…………………………………4

3、 设计思路………………………………………7 4、 设计内容…………………………………………7

4.1 用multisim11设计滤波器电路…………………7

4.1.1 四阶有源低通滤波电路…………………7 4.1.2 四阶有源高通滤波电路…………………9

4.1.3 二阶有缘带通滤波电路…………………10 4.2滤波器的filterlab仿真设计……………………11

4.3 滤波器的matlab编程设计………………………15 4.3.1 N阶巴特沃斯低通滤波器………………15

4.3.2 N阶切比雪夫低通滤波器………………16 4.4 不同仿真软件设计结果比较………………………18

5、 设计总结…………………………………………18 6、 特别感谢…………………………………………18 7、 参考文献…………………………………………19

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电气与电子工程学院 信号与系统课程设计

1. 设计目的

此次课程设计旨在探究滤波器学习中尚存的疑问之处，研究低通、高通、带通滤波器的幅频响应和相频响应，研究切比雪夫、巴特沃斯、贝塞尔三种滤波器的各自特点，研究不同阶数的巴特沃斯、切比雪夫低通滤波器各自的特性随结束的变化特点。

因此，我将在此次课程设计中将主要解决以上三个问题，同时将使用相应的multisim、filterlab、matlab等软件。而此次课程设计的所有内容也将围绕着以上三个问题展开。

2. 设计原理

在实际的电子系统中，输入信号往往是含有多种频率成分的复杂信号，还可能包含噪声、干扰等，因此需要设法将有用频率信号挑选出来，将无用信号衰减到足够小，以至抑制掉。这就需要具有选频功能的电路，即滤波电路。滤波电路能使特定频率范围内的信号通过，而阻止其他频率的信号通过。

按照滤波器的工作频率，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）和全通滤波器（APF）。按滤波器传输函数的极点数又可将滤波器分为一阶滤波器和二阶滤波器等。如果滤波器仅由无源元件（电阻、电感、电容）组成，则称为无源滤波器。如果滤波器含有有源元件（三极管、运算放大器等），则称为有源滤波器。

由运算放大器和电阻R、电容C组成的滤波电路称为RC有源滤波电路。由于集成运放的带宽有限，目前RC有源滤波器的工作频率只能达到1MHz左右。

滤波器的阶数越高，其性能越接近理想滤波器特性。考虑到高阶滤波器可以由若干一阶或二阶滤波器级联构成，所以本次课设在分析原理时重点研究二阶滤波器，而在仿真设计时同样以二阶滤波器为主进行仿真。

滤波原理图示

（a）LPF （b）HPF

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