椭圆滤波器的实现
椭圆滤波器的仿真研究
计 。综合设计 出的电路经 Ｅ Ａ仿真可 以方便 地观察滤波 Ｄ 器 的各种 特性 ， 根据仿 真结果适 当调整 电路各参 数 ， 直至 滤波器各项参数指标达到设计要求。
例 如 ：设 计 一 个 带 通 椭 圆 数 字 滤 波 器 ，通 带 为 １０～ ０
０ 引言
数字信号处理的主要组成部分就是数 字滤波器 。滤
—
∑ｂ ｋ Ｚ
Ｈ（ ） 一 ：
ｘ ＺＪ 【
：
ｋ ＝０
（ ２）
［ ，］ｅ ｉ（ ， ｐ Ｒ ， ） ｂ ａ ｌｐ ｎ Ｒ ， ｓ Ｗｎ ； ＝ ｌ ｆ ｑ（ ，， １ ， ） ｒ ｚｂ ａ ５ ２ｆ ｅ ｓ
１∑ａ 一 Ｚ
由（ ） １式可 以知道 ， 加法器 、 单位延迟器和常数乘法器 是实现数字滤波器需要 三种基本运算单元 。 然椭 圆函数 虽 滤波器的幅度响应在通带和阻带 内均有波 动 ， 但是 由于在 给定 阶数 和容许 的通带 、 阻带 波动指标 下 ， 圆函数滤波 椭 器具有最 窄的过渡带 ， 阻带 衰减较 大 ， 以其综合 性能最 所
波器在许多科学技术领域 中广泛使用 ， 其功能 是把 输入序
列通 过 一 定 的运 算 ， 换 成 输 出序 列 。数 字 滤 波 器 可 以 用 变 差分方程来表示 ， ： 即
Ｍ
２ ０ ｚ过渡带 均为 ５ Ｈ ， ５Ｈ， ０ ｚ 通带波 纹小于 ３ｂ 阻带 衰减为 ｄ， ３ｄ ， ０ ｂ 采样频率 ｆ ｌ０ Ｈｚ ｓ Ｏ ０ 。其程序为： ＝
垩一０ …＿ 十一 寸…… …＿－一■ … … … … ３ ｛ ０ ． … ｝－ － － … ｛
． 口 ４０
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椭圆带阻滤波器设计
The University of South China数字信号处理课程设计题目椭圆 IIR高通数字滤波器学院名称电气工程学院指导教师陈忠泽博士班级电子071班学号 20074470154学生姓名张乐2010年6月10日摘要本篇论文叙述了数字滤波器的基本原理、IIR数字滤波器的设计方法和IIR 数字高通滤波器设计在MATLAB上的实现与IIR数字滤波器在实际中的应用。
无限脉冲响应（IIR）数字滤波器是冲激响应函数)(th包含无限个抽样值的滤波器，一般是按照预定的模拟滤波器的逼近函数来转换成相应的数字滤波器，现有的逼近函数如巴特沃斯、切比雪夫。
设计IIR数字滤波器在工程上常用的有两种：脉冲响应不变法、双线性变换法。
其设计过程都是由模拟滤波器的系统函数)H去(s变换出相应的数字滤波器的系统函数)H。
(z关键词：数字滤波器；巴特沃斯；切比雪夫；双线性变换法AbstractThis paper describes the basic principles of digital filters, IIR digital filter design methods and high-pass IIR digital filter design in MATLAB Implementation and IIR digital filter in the actual application. Infinite impulse response (IIR) digital filter is the impulse response function h (t) unlimited number of sample values contained in the filter, typically analog filters according to the approximation function to convert the digital filter, the existing approximating function such as Butterworth, Chebyshev. Design of IIR digital filters commonly used in engineering, there are two: the same impulse response method, bilinear transform. Its design process by the analog filters are the system function H (s) to transform the corresponding digital filter system function H (z).Keywords: digital filters; Butterworth; Chebyshev; bilinear transform目录引言 (4)1 数字滤波器的基本原理 (4)1.1设计IIR数字滤波器主要步骤 (5)2 IIR高通滤波器的指标计算 (5)3 高通滤波器的实现结构 (8)4、IIR数字高通滤波器中有限字长的影响 (10)4.1对比结果 (13)5、椭圆IIR高通滤波（hButterwort）设计程序 (13)心得体会 (16)参考文献 (17)基于椭圆法设计IIR高通滤波器引言数字滤波器的滤波过程是一个计算过程，它将输入信号的序列数字按照预定的要求转换成输出序列。
设计椭圆低通滤波器椭圆低通滤波器
设计椭圆低通滤波器椭圆低通滤波器滤波器设计实验(一)一．实验目的1、了解滤波器设计理论基础。
2、掌握滤波器设计软件Filter Solutions使用方法。
3、掌握无源滤波器设计及。
二．实验内容1、采用Filter Solutions设计LC 椭圆低通滤波器。
2、焊接电路并测试滤波器性能。
三．实验器材示波器、毫伏表、信号源、扫频仪。
四．实验原理（一）滤波器基本理论（二）滤波器设计方法（三）五．实验步骤1、采用Filter Solutions软件，如图1.2，对滤波器进行参数设计：filter Attributes 中设置滤波器的阶数为4、通频带频率为30KHz ，阻带截止频率为60KHz ，通带内最大起伏为1dB ；图1.2 Filter solutions 设计界面无源滤波器：1KHZ —19.2dB 27.0 KHZ —22.2dB 90 KHZ —36.0dB 60 KHZ —29.8dB滤波器设计实验(二)一．实验目的1、加深对滤波器设计参数的理解，提高滤波器性能指标。
2、熟练掌握Filter Solutions使用方法。
3、熟练掌握滤波器设计、焊接及性能测试方法。
实验内容1分别设计一个巴特沃兹、切比雪夫和椭圆有源低通滤波器。
要求截止频率为100kHz ，带外衰减不小于60dB/十倍频程，截止频率误差绝对值不大于2%,通带和阻带纹波尽可能小。
椭圆：实际测量：1 KHZ —99.14dB 97.5KHZ —12.1dB 300KHZ —46.1dB实际测量：—9.26dB 1KHZ —12.3dB 104KHZ —49.3dB 300KHZ实际测量：—9.31dB 1KHZ —12.3dB 104KHZ —44.1dB 300KHZ2、设计一个带通滤波器，阻带衰减：40dB ，中心频率：60kHZ ，通带宽度：10kHZ ，阻带宽度：60kHZ 。
实际测量： 60KHz ，0dB 66KHz ，-3.3dB 56KHz,-3.0dB3、设计一个低通滤波器，截止频率为500kHz ，带外衰减不小于40dB/十倍频程，截止频率误差绝对值不大于10%。
椭圆滤波器原理
椭圆滤波器原理
1. 规范化：
a. 将滤波器的截止频率规范化到单位圆上，即将实际的截止频率除以采样频率的一半，得到规范化截止频率。
b. 根据所需的通带增益和阻带衰减，计算出规范化通带和阻带带宽。
2. 设计：
a. 根据规范化通带和阻带带宽，使用椭圆函数计算滤波器的传递函数。
b. 根据传递函数，计算滤波器的零点和极点。
c. 根据零点和极点的位置，确定滤波器的结构和系数。
椭圆滤波器的特点是通带和阻带之间存在波动，并且可以实现更高的阻带衰减率。
然而，椭圆滤波器的计算复杂度较高，设计过程需要进行迭代调整，因此它在实际应用中需要权衡计算复杂度与滤波器性能的需求。
IIR椭圆滤波器原理及设计代码
和谐校园背景下大学生安全教育策略探究随着我国社会的不断发展，大学校园已成为学子们学习、生活、交流的重要场所。
然而随之而来的问题也不容忽视，大学生安全教育是校园文化建设中的重要部分。
和谐校园建设要求校园安全文化的教育有效实施，为此，本文将从以下几个方面探讨大学生安全教育策略的优化。
一、学校应建立健全安全教育体系对于大学生的安全教育来说，学校是第一责任人，因此建立完善的安全教育体系具有重要意义。
针对不同的学生群体，学校应有针对性地开展安全教育工作，力求做到全员覆盖。
此外，学校还应定期进行模拟演练，以加强学生应急响应的能力。
针对校园安全不到位的问题，学校应加强安保力量投入，严格落实安全措施，切实保障师生的人身安全。
二、师生应增强安全意识安全教育不是一次性活动，师生在日常生活中应增强安全意识，做到警钟长鸣。
例如，在日常学习生活中，要注意电器使用安全、防火、防盗、防感染等；校外出行应注意个人安全防范，如尽量避免夜晚独自外出、不要在人多混乱的场合待太久等。
此外，师生应当积极参加校园安全教育活动，加强安全知识的学习，提升防范意识和自我保护能力。
三、加强学生心理教育大学生心理素质较差，心理问题也多样化、复杂化。
良好的心理状态对于大学生的安全保障至关重要。
学校要建立心理咨询体系，为学生提供心理健康方面的支持，如心理咨询、心理疏导、心理干预、心理辅导等。
另外，通过心理辅导的途径加强大学生自我保护能力，提升心理承受能力。
四、加强家长的安全保障意识学生的安全教育，不仅仅在学校中进行，家庭也是重要场所之一。
因此，除了学校和学生自己的努力外，家长的支持和配合同样重要。
家长应加强对学生的关心和照顾，了解学生所面临的问题，做到及时干预和帮助。
同时，家长也应加强自身的安全保障意识，掌握一定的安全知识，将自己的安全观念传达给孩子。
综上所述，大学生安全教育是校园建设的重要组成部分，而和谐校园的实现，离不开学校、师生、家长的共同努力。
椭圆形的低通滤波器仿真计算
椭圆形的低通滤波器推导一、AR7400低通滤波器原理图AR7400中5-阶的椭圆形的低通滤波器，由元件C75，C70，L14，C79，L16，C76，C80，L17，C71，L15，和C77组成。
二、单端线上的椭圆低通滤波器1.归一化椭圆低通滤波器模型特性：通带内有起伏，阻带内也有起伏：2.5-阶椭圆低通滤波器的归一化模型：归一化低通滤波器截止频率为（1/2∏）Hz，特征阻抗1Ω；3.利用归一化模型设计低通滤波器步骤：4.频率和阻抗变换计算公式：5.设计一个截止频率为68MHz，阻抗为50Ω的低通滤波器：5阶归一化低通滤波器截止频率为（1/2∏）Hz，特征阻抗1Ω；6.对归一化低通滤波器滤波器进行频率变换：5阶低通滤波器截止频率为68M Hz，特征阻抗1Ω；7.对以上滤波器进行阻抗变换：5阶低通滤波器截止频率为68M Hz，特征阻抗50Ω；8.对5阶低通滤波器截止频率为68M Hz，特征阻抗50Ω仿真；5阶低通滤波器截止频率为68M Hz ，特征阻抗50Ω仿真图形仿真结果：通带内有两个起伏点，阻带内有两个陷波点，通带截止频率68MHz ，插损小于1.2dB, 阻带内带外抑制≥23 dB (at87～125MHz )， ≥60 dB(at125～860MHz )；9. 对AR7400单端线滤波器的仿真；当滤波器中的容值和电感值变化时，如下图，并对其进行仿真，f req, MHzd B (S (1,2))AR7400滤波器的一部分仿真结果：通带内有两个起伏点，阻带内有两个陷波点，通带截止频率80MHz ，插损小于1.35dB, 阻带内带外抑制≥17dB (at90～～860MHz )；说明：电容变小截止频率变大，带外抑制变小；三、差分线上的椭圆低通滤波器与单端走线的比较差分信号与传统的一根信号线一根地线（即单端信号）相比，其优点是： a 、抗干扰能力强。
干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上，而其差值为0，即，噪声对信号的逻辑意义不产生影响。
椭圆滤波器的实现
II
学院毕业设计(论文)
目录
摘要 .................................................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................................... II 目录 ............................................................................................................................................... III 第一章 绪论 .................................................................................................................................... 1 1.1 滤波器的发展 ............................................................................................................................ 1 1.2 椭圆滤波器课程设计的现实意义 ............................................................................................ 2 1.3 本课程设计的主要工作 ............................................................................................................ 2 第二章 滤波器的理论 ................................................................................................................ 3
4阶椭圆低通滤波器的设计与仿真
四阶椭圆低通滤波器的设计与仿真摘要：在所有的模拟滤波器中，椭圆滤波器有着极高的性能，但其传统设计方法过于复杂。
本文采用两种方案设计实现了四阶低通椭圆滤波器，第一种是有源四阶低通滤波器，利用MATLAB 软件编程设计传输函数，计算出零极点和各元件参数值，再按所设计的参数值做出电路图，用PSPICE 软件仿真实现。
第二种是无源四阶低通滤波器，利用FLITER SOLUTIONS 软件设计出电路图，用PSPICE 软件仿真实现。
两种方案的测试结果表明其性能均达到设计要求。
一、有源四阶低通滤波器的设计巴特沃思和切比雪夫滤波器的传递函数都是一个常数除以一个多项式，为全极点网络，仅在无限大阻带处衰减为无限大，而椭圆函数滤波器在有限频率上既有零点又有极点，极零点在通带内产生等波纹，阻带内的有限传输零点减小了过渡区， 可获得极为陡峭的衰减特性曲线。
N 阶椭圆低通滤波器的幅度平方函数为：)(11)(22pN H U j H ΩΩ+=Ωε式中：p Ω为通带截止角频率，ε为波纹系数，)(x U N 为N 阶雅可比椭圆函数。
1、滤波器的通带宽度计算dB R p 2803.0=，满足设计指标，调用MATLAB ellipord 函数，确定滤波器的带宽。
程序代码如下： Wp=3e4*2*pi; %通带截止频率 Ws=3.2e4*2*pi; %阻带截止频率 Rp=0.2803; %通带波纹（dB ） Rs=10; %阻带最小衰减（dB ）[N,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs,'s') %N 为滤波器最小阶数，n W 为滤波器通带宽度。
计算结果：N =4，058850.1+=e W n 2、传输函数及零极点调用MATLAB ellipord函数求解滤波器传递函数，确定零极点，绘制出滤波器幅频响应，程序代码如下：[B,A]=ellip(4,0.2803,10,1.8850e+05,'s'); %B为()sH分子多项式系数，A为()sH分母多项式系数z=roots(B); %求解()sH零点p=roots(A); %求解()sH极点W=linspace(1,20e4,1e4)*2*pi;H=freqs(B,A,W); %幅频响应magH=abs(H);plot(W/(2*pi),20*log10(magH));xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度/db')零点：z =1.0e+05 * 极点：p = 1.0e+05 *-1.0369 + 1.7417i 0.0000 + 3.4041i-1.0369 - 1.7417i 0.0000 - 3.4041i-0.0752 + 1.9365i 0 + 2.0192i-0.0752 - 1.9365i 0 - 2.0192i图1 幅频响应3、计算各元件参数值选择常用标称电容值uR56=。
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摘要在模拟信号的处理中，滤波器起着重要的作用，一个好的滤波电路对一个产品的整个性能有着重要的影响。
然而用传统的方法设计无源的高阶的滤波电路，不仅耗时，计算也比较复杂。
因此本文在总结传统方法的基础上，运用计算机进行辅助设计，不仅省时，而且效率高。
本文对无源低通椭圆滤波器进行了研究。
首先阐述了滤波器设计的理论，在此基础上，了解了常用的滤波器的原理和结构。
接着根据椭圆滤波器的结构和原理，得出了理论上的椭圆滤波器。
然后分别利用滤波器设计软件Filter Solutions和MATLAB软件对椭圆滤波器进行设计和仿真。
在比较两者优点的基础上，对设计出的电路进行了改进。
最后，对仿真后的电路，利用PROTEL 99SE画出电路的原理图，生成PCB板，并对元器件的值进行了修正，以便在实际中选择元器件。
对焊接好的电路，进行了测试，结果表明设计出的椭圆滤波器符合规定的设计要求。
关键词：滤波器，传递函数，椭圆函数AbstractThe filters play the vital role in processing analog signals. A good filter circuit has important influence on the whole performance of a product. However, in traditional methods, designing the passive and higher-order filter circuits wastes a great deal time and the computation is quite complex. Therefore, on the basis of summarizing traditional methods, this paper proposes the novel method which uses computers to aid design. The method makes time saved and efficiency improved.In the paper, the passive low pass elliptic filter is studied. Firstly, the theory about filter design is explained, and usual filters are introduced. On the basis of understanding structure and principle of the elliptic filter, the elliptic filter is theoretically designed.And then separately in the light of filter design software-Filter Solution and MATLAB, elliptic filter is realized and simulated. According to their respective advantage, designed circuit is improved.Finally, Schematic and PCB of designed circuit are charted by using Protel 99. In order to choose proper components, the values of components are amended. And sealed circuit is tested. The result has indicated that proposed elliptic filter satisfies design demands.Keywords: filters; transfer function; elliptic function目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................................... I I 目录.. (III)第一章绪论 (1)1.1滤波器的发展 (1)1.2椭圆滤波器课程设计的现实意义 (2)1.3本课程设计的主要工作 (2)第二章滤波器的理论 (3)2.1滤波器的概念 (3)2.1.1滤波网络及转移函数 (3)2.2滤波器的分类 (4)2.3相位函数和时延函数 (7)2.4有源滤波器 (8)2.4.1有源滤波器的设计 (9)2.5无源滤波器 (10)2.5.1理想低通无源滤波器 (10)2.5.2 巴特沃思和切比雪夫滤波器 (11)2.5.3椭圆滤波器 (12)2.6小结 (13)第三章无源低通椭圆滤波器的实现 (15)3.1无源低通椭圆滤波器的实现方法 (15)3.1.1FILTER SOLUTIONS方法 (15)3.1.2 MATLAB实现椭圆滤波器 (20)3.2灵敏度 (23)3.2.1极点和零点的灵敏度 (24)3.3小结 (24)第四章滤波器电路的仿真与制板 (25)4.1电路制板 (25)4.2仿真 (26)4.3电路分析 (28)4.4小结 (31)第五章总结和展望 (32)致谢.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献. (34)第一章绪论1.1滤波器的发展当今在电子仪器和通信领域，随着科技的日新月异，人们对信号的处理要求越来越高。
各种移动通信和有线通信的飞速发展，波段从几十赫兹波到微波领域，我们的国防军备中的雷达、导航、电子对抗、卫星接力、导弹制导、测试仪表等系统中对信号的处理要求都是非常高的。
在各种通信设备中，需要一个具有划分信道和筛选信号等功能的东西。
因此就出现了处理信号的滤波器。
1917年美国和德国科学家各自发明了LC滤波器。
滤波器是一种选频装置，它对某一个或几个频率范围(频带)内的电信号给以很小的衰减，使这部分信号能够顺利通过；对其他频带内的电信号给以很大的衰减，从而尽可能的阻止这部分信号通过，现代模拟射频电路与系统中滤波器得到了广泛的应用。
20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。
自上世纪60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向发展，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。
导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到上世纪70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。
上世纪80年代以后，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。
她的分类很多，按照应用和需要的不同分类，一种分类方法是分为低通、高通、带通和带阻，这是按照工作衰减和频率的关系来分类的。
其他的分类有按照结构分（如同轴、波导等），按工作方式分类（如反射式、吸收式等），按加载方式分(单终端的，双终端的等)，按频段大小分(宽带、窄带等)。
所有这些分类都会按照我们设计者本身要求来划分，显然带有很大随意性。
分类方法的随意性，从而也可以看出滤波器的作用和用途极其广泛。
随着材料和工艺的发展，出现了很多性能优良的新型材料，如高温超导材料，又比如单片微波集成电路的发展，微电机系统的发展，使得原来的微带等平面器件又有了新的发展；不仅如此，随着计算机辅助设计的快速发展，使得原本难以由人工计算的问题变的容易解决了，计算机的快速仿真帮助人们更准确更快速的设计出性能优良的微波器件。
因此基于原有的理论基础，可以设计出更新颖更高性能的器件，同时对原有理论难以理解的地方也通过计算机的帮助使得人们能更好的深入到高频领域。
相信滤波器这一看似普通实际上不普通的电路的未来会有更好的情景。
1.2椭圆滤波器课程设计的现实意义滤波器是一种二端口网络。
它具有选择频率的特性，即可以让某些频率顺利通过，而对其它频率则加以阻拦，目前由于在雷达、微波、通讯等部门，多频率工作越来越普遍，对分隔频率的要求也相应提高；所以需用大量的滤波器。
又如声卡中的语音合成输出，再如我们学校试验室中的合成信号发生器等，为了滤除谐波干扰，获得高精度的模拟信号，大多数要求衰减特性陡峭，而这种特性椭圆滤波器具有，因此椭圆滤波器作用很大，用途广泛。
目前设计椭圆滤波器的方法很多，市场上也有不少设计滤波器的应用软件。
本文主要从逼近方法和计算机辅助设计方法入手，对现有的椭圆滤波器设计方法进行总结。
因此本课程设计的现实意义还是比较重要的，向人们展示一种最优的设计方法。
1.3本课程设计的主要工作滤波器设计是比较成熟的技术，根据设计的要求，首先确定滤波器的曲线和类型和滤波器的阶数，根据设计参数确定下具体曲线和归一化的元件值。
但其中会有大量的繁琐的计算，因此出错率就高了些。
现代计算机技术以及计算机辅助设计技术的发展，我们借助计算机MATLAB软件仿真，Filter Solutions软件就可以方便地设计出。
其下为主要的工作重点：1．学会使用MATLAB软件编程；2．熟练使用滤波器设计软件Filter Solutions；3．对电路仿真并制板。
第二章 滤波器的理论2.1滤波器的概念滤波器是一种选频装置。
它对某一个频率或几个频率范围内的信号给以极小的衰减，使这部分信号能够顺利通过；对其他频带内的信号则给以很大的衰减，从而尽可能的阻止这部分信号通过。
通过滤波器时不经受衰减或经受很小衰减的频带称为通带，经受的衰减超过某一规定值的频带称为阻带，位于通带和阻带之间的频带称为过渡带。
下面是滤波器在电路中的应用。
如图(2.1)LC 滤波电路。
2.1.1滤波网络及转移函数一个滤波器是一个输入与一个输出对应的，激励响应的系统。
如图(2.2).图(2.1) LC 滤波电路应用冲级响应)(t h 表征的模拟滤波器输入信号)(t x 输出信号)(t y 图(2.2)激励响应系统其⎰∞-=0)()(ττd t h t y ，我们考虑的单输入，单输出的模拟滤波器是因果的，线性的，集总的和时不变的，)(t h 为滤波器的冲激响应，进行拉普拉斯变换，得到：)()()(S X S H S Y *= 其中)(S Y ,)(S H ,)(S X 分别是)(t y ，)(t h ，)(t x 的拉普拉斯变换。