LC低通滤波器设计(巴特沃斯低通滤波器归一化)
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5. 低通滤波器设计
1）归一化LPF设计方法 归一化低通滤波器设计数据，指的是特征阻 1 抗为 1 且截止频率为 0.159Hz 的基准 低通滤波器的数据。 2 在设计巴特沃思型的归一化LPF的情况下， 以巴特沃思的归一化LPF设计数据为基准滤 波器，将它的截止频率和特征阻抗变换为待 设计滤波器的相应值。
L(base) Lm(new) M
只因准备不足，才导致失败 2
对滤波器的特征阻抗的变换时通过先求出待设计滤波器 特征阻抗与基准滤波器特征阻抗的比值中K，再用这个K 去乘基准滤波器中的所有电感元件值和用这个K去除基 准滤波器中所有电容元件值来计算所需参数。其计算公 式如下 ： 待 设 计 滤 波 器 的 特 征抗 阻 K 基准滤波器的特征阻抗
2016/4/27
只因准备不足，才导致失败
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2016/4/27
只因准备不足，才导致失败
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归一化LPF设计滤波器的步骤
归一化低通滤波器
截止频率变换
特征阻抗变换
2016/4/27
只因准备不足，才导致失败
6
2） 参ຫໍສະໝຸດ Baidu计算
由设计要求，通频带为300Hz－20KHz，滤 波器截止频率应为40KHz 。低通滤波器的 负载为4 ，故按最大功率传输原则，四阶 巴特沃思低通滤波器的特征阻抗选为4 。 3 Hz 40 10 截止频率变换 M 2.512 105
（1 2 ）Hz
特征阻抗变换K 4 4 1 四阶Butterworth低通滤波器的电感电容参 数
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只因准备不足，才导致失败
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四阶Butterworth低通滤波器的归一化LPF基 准滤波器的参数，设 L1 0.76537H L2 1.84776H 得：L
、
C1 1.84776F C2 0.76537F
1NEW
0.76537 K 0.76537 4 12.29μH 5 M 2.512 10
L2NEW
1.84776 K 1.84776 4 29.42μH 5 M 2.512 10
待设计LPF的电容参数为 ：
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只因准备不足，才导致失败
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对滤波器截止角频率的变换是通过先求出待 设计滤波器截止角频率与基准角频率的比值 M，再用这个M去除滤波器中的所有元件值 来计算所需参数，其计算公式如下：
待设计滤波器的截止频 率 M 基准滤波器的截止频率
C (base) Cm(new) M
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，
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只因准备不足，才导致失败
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1.84776 1.84776 C1NEW 1.84 μF 5 M K 4 2.512 10 0.76537 0.76537 C2NEW 0.76μF 5 M K 4 2.512 10
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电感采用无损磁芯及细包漆线绕制而成，其 电感值可用数字电桥测量仪器测量得到。
Lk ( new) L( base) K
Ck (new) C (base)
K
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只因准备不足，才导致失败
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对于待设计的LPF滤波器而言，其计算公式 为：
K L(base) L(new) M C (base) C (new) M K
基准电感、电容如下表所示：
1）归一化LPF设计方法 归一化低通滤波器设计数据，指的是特征阻 1 抗为 1 且截止频率为 0.159Hz 的基准 低通滤波器的数据。 2 在设计巴特沃思型的归一化LPF的情况下， 以巴特沃思的归一化LPF设计数据为基准滤 波器，将它的截止频率和特征阻抗变换为待 设计滤波器的相应值。
L(base) Lm(new) M
只因准备不足，才导致失败 2
对滤波器的特征阻抗的变换时通过先求出待设计滤波器 特征阻抗与基准滤波器特征阻抗的比值中K，再用这个K 去乘基准滤波器中的所有电感元件值和用这个K去除基 准滤波器中所有电容元件值来计算所需参数。其计算公 式如下 ： 待 设 计 滤 波 器 的 特 征抗 阻 K 基准滤波器的特征阻抗
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归一化LPF设计滤波器的步骤
归一化低通滤波器
截止频率变换
特征阻抗变换
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只因准备不足，才导致失败
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2） 参ຫໍສະໝຸດ Baidu计算
由设计要求，通频带为300Hz－20KHz，滤 波器截止频率应为40KHz 。低通滤波器的 负载为4 ，故按最大功率传输原则，四阶 巴特沃思低通滤波器的特征阻抗选为4 。 3 Hz 40 10 截止频率变换 M 2.512 105
（1 2 ）Hz
特征阻抗变换K 4 4 1 四阶Butterworth低通滤波器的电感电容参 数
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只因准备不足，才导致失败
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四阶Butterworth低通滤波器的归一化LPF基 准滤波器的参数，设 L1 0.76537H L2 1.84776H 得：L
、
C1 1.84776F C2 0.76537F
1NEW
0.76537 K 0.76537 4 12.29μH 5 M 2.512 10
L2NEW
1.84776 K 1.84776 4 29.42μH 5 M 2.512 10
待设计LPF的电容参数为 ：
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对滤波器截止角频率的变换是通过先求出待 设计滤波器截止角频率与基准角频率的比值 M，再用这个M去除滤波器中的所有元件值 来计算所需参数，其计算公式如下：
待设计滤波器的截止频 率 M 基准滤波器的截止频率
C (base) Cm(new) M
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，
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只因准备不足，才导致失败
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1.84776 1.84776 C1NEW 1.84 μF 5 M K 4 2.512 10 0.76537 0.76537 C2NEW 0.76μF 5 M K 4 2.512 10
2016/4/27 只因准备不足，才导致失败 8
电感采用无损磁芯及细包漆线绕制而成，其 电感值可用数字电桥测量仪器测量得到。
Lk ( new) L( base) K
Ck (new) C (base)
K
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只因准备不足，才导致失败
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对于待设计的LPF滤波器而言，其计算公式 为：
K L(base) L(new) M C (base) C (new) M K
基准电感、电容如下表所示：