7阶椭圆型低通滤波器的设计及仿真.docx
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1、7 阶椭圆型低通滤波器的设计及仿真王涛;刘洋;左月明【摘 要】Low-pass filter is an important part of the DDS signal generator,whose performance directly affects the technical indicators of the whole signal generator. This paper introduces a 7th order low-pass elliptic filter with the cut-off frequency of 120 MHz for the DDS sign
2、al generator with a new normalization method. Multisim10 simulation shows that it has a good phase frequency characteristic and it can achieve the desired targets.%低通滤波器是 DDS 信号发生器的重要组成局部,其性能的优劣直接影响整个信号发生器的技术指标。使用一种全的归一法,为 DDS 信号发生器设计了一个截止频率为 120 MHz 的 7 阶椭圆型低通滤波器,并使用Multisim10 仿真软件对其进展仿真,仿真结果说明该滤波器
3、幅频特性良好,可以到达预期的指标。【期刊名称】机电工程技术【年(卷),期】2023(000)011【总页数】3 页(P17-18,30)【关键词】DDS 信号发生器;归一法;椭圆型低通滤波器;Multisim10;仿真【作 者】王涛;刘洋;左月明【作者单位】乌兰察布职业学院机电技术系,内蒙古集宁 012023;乌兰察布职业学院机电技术系,内蒙古集宁 012023;山西农业大学工学院,山西太谷 030801【正文语种】中 文【中图分类】TN7130 引言在 DDS 信号发生器实现过程中,由于 DDS 自身的构造特点,实际存在着固有的误差:相位截断误差、幅度量化误差、DAC 转换误差等导致其输出信
4、号中必定含有大量的噪声和干扰1-2;又由于信号发生器所用的 DDS 芯片 AD9854 内部没有滤波器且输出端带有内部时钟干扰成分,因此,低通滤波器LPF的使用是格外必要的,在每个输出端都要设置一个 LPF,通过选择适宜的截止频率,可较好地滤除干扰和杂散,其性能的优劣直接关系到整个 DDS 信号发生器的技术指标。依据整个信号发生器的要求,该信号发生器输出信号的截止频率 fp 为 120 MHz; 带内最大波浪小于 0.1 dB;阻带频率 fr 为 150 MHz,阻带衰减量为 60 dB;输入和输出阻抗均为 50 。又因 LC 滤波器的频率范围格外宽,从几十赫兹到几百兆赫兹3,所以在这里选用
5、LC 无源滤波器。在本信号发生器中,低通滤波器承受具有较窄过渡带特性的椭圆型低通滤波器。1 滤波器的分类滤波器可分为:有源滤波器和无源滤波器;按其特性又可分为:巴特沃思靠近 滤波器、切比雪夫靠近滤波器、逆切比雪夫型、椭圆型滤波器和贝塞尔靠近 滤波器等。其中巴特沃思滤波器的幅频性在通带内最为平坦,并且单调变化,但在 阻带的衰减较为缓慢;切比雪夫滤波器的幅频特性在通带内有确定的波动量,在阻 带内具有较陡的的衰减特性,截止特性特别好,但群延迟特性不太好;逆切比雪夫 型通带内衰减特性是最平坦的,阻带内特性是有起伏的,由于截止特性比椭圆型差, 所以很少使用;椭圆型通带和阻带内都有起伏,阻带特性比其他滤波
6、器都好,过渡带下降速度快,且过渡带陡峭;贝塞尔型通带内延迟特性最为平坦,相位特性好,只是截止特性相当差4-6。2 低通滤波器的设计首先依据椭圆型低通滤波器的理论设计方法来将滤波器归一化,来初步确定滤波器的阶数及元件值。归一化法就是把滤波器的设计归结成截止频率为 1/2Hz的低通滤波器的设计,然后通过一不定的规章把归一化的 LPF 变换成最终所需要的有用滤波器6。具体步骤如下。(1) 计算 LPF 的陡度系数 AS。归一化后指标变为:在 1 rad/s 处衰减 3 dB,在 1.3 rad/s 处衰减 60 dB。(2) 查找归一化表6,选择在 1.3 rad/s 处至少衰减 60 dB 的滤波
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