切比雪夫微波低通滤波器的设计

切比雪夫低通滤波器计算
切比雪夫低通滤波器是数字信号处理中常用的一种滤波器类型，用于对信号进
行滤波处理，去除高频成分。

其设计需要根据滤波器的阶数、截止频率和通带波纹等参数进行计算。

首先，切比雪夫低通滤波器的频率响应特点是在通带内具有波纹，而在截止频
率之后的阻带内频率响应快速下降，因此在设计时需要考虑通带波纹和阻带衰减的要求。

设计切比雪夫低通滤波器的步骤如下：
1. 确定滤波器的阶数：根据滤波器的设计要求，确定所需的滤波器阶数。

阶数
越高，滤波器的性能越好，但计算复杂度也越高。

2. 确定通带波纹和阻带衰减：根据设计要求确定通带波纹和阻带衰减的要求，
这些参数将直接影响滤波器的设计。

3. 计算截止频率：根据设计要求确定滤波器的截止频率，即希望滤波器在该频
率之后起作用。

4. 根据以上参数，利用切比雪夫滤波器的设计公式计算滤波器的传递函数系数。

切比雪夫低通滤波器的设计公式如下：
H(s) = 1 / [1 + ε^2 * C^2(s/s_c)^2n]
其中，H(s)为滤波器的传递函数，ε为通带波纹系数，C为滤波器的阻带衰减，n为滤波器的阶数，s为复频域变量，s_c为滤波器的截止频率。

设计切比雪夫低通滤波器的关键在于确定好滤波器的阶数、通带波纹和阻带衰减，根据设计要求利用设计公式计算滤波器的传递函数系数，从而实现滤波器的设计。

在实际的数字信号处理应用中，切比雪夫低通滤波器常用于需要较高的通带波纹和较快的阻带衰减的场合，可以根据具体的需求进行设计，滤波器的设计参数直接影响滤波器的性能和应用效果，因此设计时需谨慎考虑各个参数的取值。

.课程设计题目：院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：2014 年 01 月 03 日切比雪夫低通滤波器摘要：利用ADS2008软件设计切比雪夫型低通滤波器，通过最终的图像，分析该滤波器的功能特性，并与其他滤波器对比分析，阐明此种滤波器的优点所在。

关键字：ADS2008软件切比雪夫低通滤波器功能特性目录摘要 (1)1滤波器概述 (3)1.1滤波器分类 (3)1.2根据滤波器的选频作用分类 (4)1.3根据“最佳逼近特性”标准分类 (4)1.4理想滤波器 (5)2切比雪夫低通滤波器设计 (7)2.1新建滤波器工程 (7)2.2建立一个低通滤波器设计 (7)3 设计心得 (12)4 参考文献 (13)1、滤波器概述滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。

在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。

因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。

因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。

1.1 滤波器分类：滤波器特性可以用其频率响应来描述，按其特性的不同，可以分为低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器和带阻滤波器等。

低通滤波器有很多种，其中，最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。

巴特沃斯滤波器是滤波器的一种设计分类，其采用的是巴特沃斯传递函数，有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型。

巴特沃斯滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真。

切比雪夫滤波器同巴特沃斯滤波器相添加图片比，切比雪夫滤波器的过渡带很窄，但内部的幅频特性却很不稳定。

巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。

该响应非常平坦，非常接近DC信号，然后慢慢衰减至截止频率。

大学毕业设计-微波技术虚拟实验设计方案微波低通滤波器设计要求设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标为：截止频率GHz f c 2.2=，在通带内最大波纹11,2.0S dB L Ar =小于-16dB ；在阻带频率s f =4GHz 处，阻带衰减As L 不小于30dB 。

输入输出端特性特性阻抗0Z =50Ω。

用微带线实现，基片厚度H=800um ，T=10um ，相对介电常数0.9=r ε；高阻抗线特性阻抗Ω=1060h Z ，低阻抗线Ω=1001Z 。

确定滤波器的结构尺寸，测量滤波器的参数11S ，21S 。

进行适当调节，使之达到最佳。

记录滤波器的最终结构尺寸，总结设计，调节经验。

实验仪器硬件：PC 机软件：Microwave Office 设计步骤启动Microwave Office ，创建新工程，保存路径并命名。

1.确定原型滤波器启动软件中Wizard 模块的Filter Synthesis Wizard （滤波器分析向导）功能，输入各项技术指标，即可自动画出原型滤波器的原理图，各个元件值还可进行优化。

省去了传统方法的第一，二步。

启动Filter Synthesis Wizard 功能后，依次选择Lowpass;Chebyshev;在参数定义页，设N ：5 元件数目为5 FC ：2.2 截止频率为2.2GHz PP ：Ripple （dB ） 带内参数为波纹衰减 PV ：0.2 波纹衰减值为0.2dB RS ：50 输入端特性阻抗为50Ω RL ：50 输出端特性阻抗为50Ω再依次选择Ideal Electrical Model;Lumped Element （集总元件）；Shunt Element First （并联优先，即电容输入式）；在原理图定义页，去掉Set Project Frequencies 项的选勾，其他保持不变。

全部完成后，即生成名为Filter 的原型滤波器的原理图，以及相关的测量图，优化项。

目录摘要 (1)一、设计目的 (2)二、设计内容 (2)三、设计条件 (2)四、设计原理 (2)1.切比雪夫I型低通滤波器介绍 (2)2.I型切比雪夫滤波器的函数式 (2)五，设计步骤 (3)1. 切比雪夫低通滤波器的设计步骤 (3)2.用MATLAB设计切比雪夫低通滤波器 (4)六、设计程序 (4)七、结果及分析 (5)八、总结 (6)九、成绩表 (7)摘要随着信息和数字时代的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。

在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，因此很多信号的处理都是基于滤波器而进行的。

所以，数字滤波器在数字信号处理中起着举足轻重的作用。

而数字滤波器的设计都要以模拟滤波器为基础的，这是因为模拟滤波器的理论和设计方方法都已发展的相当成熟，且有典型的模拟滤波器供我们选择。

，如巴特沃思滤波器、切比雪夫滤波器等。

本次课程设计将运用MATLAB设计一个基于切比雪夫低通滤波器，并出所设计滤波器的幅度及幅度衰减特性。

关键词：模拟低通滤波切比雪夫切比雪夫I 型低通滤波器设计一．设计目的1．巩固所学的理论知识。

2．提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。

4．了解切比雪夫I 型低通滤波器的基本原理 5．熟练使用MATLAB 语言进行编程实现二．设计内容用MATLAB 编程设计切比雪夫I 型低通滤波器，各参数要求如下：fp=5kHz ， Rp=1 dB ，fs=12k Hz ，As=30dB 。

三．设计条件计算机、MATLAB 语言环境四．设计原理1.切比雪夫I 型低通滤波器介绍：在巴特沃兹滤波器中，幅度响应在通带和阻带内都是单调的。

因此，若滤波器的技术要求是用最大通带和阻带的逼近误差来给出的话，那么，在靠 近通带低频端和阻带截止频率以上的部分都会超出技术指标。

一种比较有效 的途径是使逼近误差均匀地分布于通带或阻带内，或同时在通带和阻带内都 均匀分布，这样往往可以降低所要求的滤波器阶次。

一、设计一个切比雪夫Ⅱ型低通滤波器wp=0.2*pi; %通带边界频率；ws=0.4*pi; %阻带截止频率；rp=1; %通带最大衰减；rs=80; %阻带最小衰减；Fs=1000 %假设抽样脉冲1000hz[N,Wn]=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,'s'); %Chebyshev II型滤波器参数计算（模拟域）；[Z,P,K]=cheby2(N,rs,Wn,'s'); %构造Chebyshev II型滤波器（零极点模型）；[H,W]=zp2tf(Z,P,K); %将零极点模型转化成传递函数的模型；figure(1);freqs(H,W); %在Figure1上显示滤波器的幅频响应及相频响应；[P,Q]=freqs(H,W); %返回滤波器的冲击响应的复数形式；figure(2);plot(Q*Fs/(2*pi),abs(P));grid; %在Figure2上显示幅频特性曲线；xlabel('频率/Hz');ylabel('幅值');二、设计一个高通Chebyshow型数字滤波器wp=100;ws=80;Fs=300;rp=1;rs=45; %数字滤波器的各项指标；WP=100*2*pi; %把数字滤波器的频率特征转换成模拟滤波器的频率特征；WS=300*2*pi;[N,Wn]=cheb2ord(WP,WS,rp,rs,'s'); %Chebyshev II型滤波器参数计算（模拟域）；[Z,P,K]=cheb2ap(N,rs); %创建Chebyshev滤波器原型；[A,B,C,D]=zp2ss(Z,P,K); %表达式从零极点增益形式转换成状态方程形式；[AA,BB,CC,DD]=lp2hp(A,B,C,D,Wn); %实现低通到高通滤波器类型的转换；[a,b,c,d]=bilinear(AA,BB,CC,DD,Fs); %采用双线性变换法，从模拟高通到数字高通；[P,Q]=ss2tf(a,b,c,d); %表达式从状态方程形形式转换成传输函数形式；figure(1);freqz(P,Q); %绘出频率响应；[H,W]=freqz(P,Q);figure(2);plot(W*Fs/(2*pi),abs(H));grid;xlabel('频率/Hz');ylabel('幅值');三、设计一个带通切比雪夫数字滤波器W1=100;W2=200;rp=1;rs=30;Fs=1000; %数字滤波器的各项指标；WP=[100,200];WS=[50,250];[N,Wn]=cheb1ord(WP/(Fs/2),WS/(Fs/2),rp,rs);%Chebyshev I型滤波器参数计算（数字域）；[P,Q]=cheby1(N,rp,Wn,'bandpass');%创建Chebyshev带通滤波器；figure(1);freqz(P,Q); %显示产生滤波器的幅频及相频曲线；[H,W]=freqz(P,Q);figure(2);plot(W*Fs/(2*pi),abs(H));grid;xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度');。

切比雪夫滤波器设计巴特沃斯滤波器的频率特性曲线，无论在通带内还是阻带内都是频率的单调函数。

因此，当通带的边界处满足指标要求时，通带内肯定会有裕量。

所以，更有效的设计方法应该是将精确度均匀的分布在整个通带或阻带内，或者同时分布在两者之内。

这样就可用较低阶数的系统满足要求。

这可通过选择具有等波纹特性的逼近函数来达到。

切比雪夫滤波器的振幅特性就具有这种等波纹特性。

它有两种类型：振幅特性在通带内是等波纹的，在阻带内是单调的称为切比雪夫I 型滤波器；振幅特性在通带内是单调的，在阻带内是等波纹的称为切比雪夫II 型滤波器。

采用何种形式的切比雪夫滤波器取决于实际用途。

图1和图2分别画出了N 为奇数、偶数时的切比雪夫I 、II 型滤波器的频率特性。

1、切比雪夫I 型滤波器的基本特点现在介绍切比雪夫I 型滤波器的设计，切比雪夫归一化滤波器的幅度平方函数为()22221()()1N A H j c λλελ==+ 为小于1的正数，表示通带内振幅波动的程度。

ε越大，波动也越大。

/p λ=ΩΩ为Ω对截止频率p Ω的归一化频率，p Ω为截止频率，也是滤波器的通带带宽（注：切比雪夫滤波器的通带带宽并不一定是3dB 带宽）。

()N C x 是N 阶切比雪夫多项式，定义为psp(a)1(b)1图1切比雪夫I 型滤波器的振幅特性 （a ）N=3，2dB 通带波纹的切比雪夫振幅特性 （b ）N=4，2dB 通带波纹的切比雪夫振幅特性(a)1(b)1图2 切比雪夫II 型滤波器的振幅特性ps/pΩΩp λs/pΩΩp sp11cos()01()()1N Ncos x x C x ch Nch x x --⎧<≤⎪=⎨≥⎪⎩其中1cos ()x -为反余弦函数；()ch x 为双曲余弦函数；1()ch x -为反双曲余弦函数；它们的定义如下所示2x xe e chx -+=1()()ln(ch x arcch x x -==上式可展开为多项式的形式如表1所示：由表1可归纳出各阶切比雪夫多项式的递推公式为11()2()()N N N C x xC x C x +-=-图3示出了N=0，4，5时切比雪夫多项式的特性。

微波低通滤波器的仿真设计[摘要]近年来，随着军事、通迅、科研的发展，市场对微波滤波器在机能方面的需要不断地升迁。

在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，于是设计一个高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的影响。

本文设计了一个微带线微波低通滤波器.低通滤波器的原型为切比雪夫低通滤波器，输入输出阻抗为50 ，截止频率为4GHz，3阶，带内波纹为3dB. 首先依据理查德变换和科洛达规则对切比雪夫低通滤波器原型进行转换。

然后在射频软件（ADS）中计算出微带线的尺寸并且进行建模仿真。

最后对仿真结果进行调谐优化,仿真结果达到设计要求.[关键字] 微波低通滤波器微带线 ADS陕西理工学院毕业设计Simulation design of microwave low-pass filterxxxx(Grade 10,Class 04,Major electronics and information engineering，School of Physics and Telecommunication Engineering.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong Shaanxi，723003)Tutor: xxxxxAbstract: In recent years, with the development of military, communications, research, and market need for microwave filters constantly promoted in the function aspect. In microwave circuit system, the performance of filter circuit has great influence on the performance index of the circuit, so to design a high performance filter has a significant impact on the design of microwave circuit system. This paper describes the design of a microstrip line microwave low-pass filter. The low-pass filter prototype is the Chebyshev low-pass filter, input and output impedance is 50 , and cut-off frequency is 4GHz, 3 bands, the band ripple is 3dB. Firstly according to Richard transformation and Kuroda rules on Chebyshev low-pass filter prototype conversion. Then calculate the size of microstrip line and simulation in the RF software (ADS). Finally, the simulation results are tuned to optimization, and the simulation results meets the design requirements.Keywords:Microwave low-pass filter line ADS目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景及意义 (1)1.2 发展历程及国内外研究现状 (1)1.3 ADS软件简介 (1)2 微波低通滤波器的设计理论 (3)2.1 滤波器的定义及分类 (3)2.2滤波器的主要指数指标 (3)2.3 切比雪夫低通滤波器设计理论 (5)2.3.1 切比雪夫低通滤波器原理 (5)3 微带传输线 (7)3.1 传输线理论 (7)3.2 微带传输线 (7)3.3 微带线的设计方法 (8)4 微带线低通滤波器的设计 (9)4.1 由集总元件低通滤波器变换为分布参数低通滤波器 (9)4.1.1利用理查德变换将集总元件转换为分布参数元件 (9)4.2 利用科洛达规则将串联短截线转换为并联短截线 (10)4.3 微带低通滤波器原理图 (12)5 微带线滤波器原理图和版图的仿真设计及优化 (14)5.1原理图的设计 (14)5.2 电路参数设置 (14)5.3 仿真参数设置和原理图仿真 (16)5.3.1 仿真参数设置 (16)5.3.2 原理图仿真 (16)5.4微带滤波器版图生产与仿真 (17)5.4.1 版图的生产 (17)5.5 对原理图和版图的优化 (20)5.5.1 原理图的优化 (20)5.5.2版图的仿真 (22)6设计总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录A 外文文献 (28)附录B 外文翻译 (33)1 绪论1.1 课题的研究背景及意义对于无线通信体系来讲，滤波器是一个关键的射频元器件。

低通滤波器设计1 选题背景1.1 引言本节内容包括：题目来源、研究的目的和意义、当前的研究情况、滤波器的发展与趋势、论文研究的问题、应达到的技术指标要求及应解决的主要问题等。

人类正在进入信息时代，信号处理与滤波器设计是信息科学技术领域中一个不可或缺的重要内容。

然而半个世纪以来，滤波器的设计的基本理论一直没有改变，现有的技术都只支持一种滤波器实现方法，像无源LRC滤波器、有源RC滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器，从指标要求到实际设计的第一步，都是基于O.J.Zoble，R.M.Foster等许多前人的基础工作。

由此而产生的设计理论导致了滤波器设计的初始设计的方程化；把给定的指标转化为S域或z域的传递函数，或转化为LC滤波器结构。

进行到这一步时，设计者可以选择滤波器类型，如切比雪夫滤波器，巴特沃思滤波器，椭圆滤波器或其他类型。

选择什么类型有以下因素决定：滤波器阶数决定、群延迟、带内波纹、带边选择性，易于调试性及其它一些相关要求。

1.2 研究的目的及意义当今世界电子信息领域中的任何重大突破，都与微波技术的发展与进步息息相关。

微波在无线电波波谱中占有很宽的频谱，因其具有似光性、穿透性、宽频带特性、抗低频干扰特性等有点而在国民经济和国防建设中发挥着不可替代的作用，微波的应用主要在于作为信息载体的应用和微波能的应用[1-2-3-4]。

切比雪夫低频滤波器是一种二端口网络。

它具有选择频率的特性，即可以让某些低频信号顺利通过，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；所以需用大量的切比雪夫低频滤波器。

微波在通迅、雷达、航空、无线电天文学、医疗器械等领域都得到了广泛的应用。

在目前的实际应用中，雷达、微波通讯、移动通讯等部门多频率、多通道工作的要求越来越普遍，对分隔频率的要求也越来越高，所以需要大量的微波滤波器，已使不同的频率滤除或通过。

随着滤波器在微波领域的广泛应用，在微波领域内，已经迫切需要大量的高性能、小尺寸、重量轻、低成本的滤波器。

滤波器设计中的切比雪夫滤波器切比雪夫滤波器是一种常用的数字滤波器，具有优秀的频率响应特性和设计灵活性。

本文将介绍切比雪夫滤波器的原理和设计方法，以及其在实际应用中的重要性。

一、切比雪夫滤波器的原理切比雪夫滤波器基于切比雪夫多项式，利用该多项式的特性设计出具有尽可能陡峭的频率响应的滤波器。

切比雪夫多项式的特点是在给定区间内具有最小偏离的性质，因此切比雪夫滤波器在通带和阻带的边缘具有较小的波纹，从而实现了更好的滤波效果。

二、切比雪夫滤波器的设计方法切比雪夫滤波器的设计需要确定滤波器的阶数、通带最大纹波和截止频率等参数。

一般来说，滤波器的阶数越高，频率响应的陡峭度越高，但设计难度也越大。

通带最大纹波决定了频率响应的平坦程度，而截止频率则确定了滤波器的工作范围。

具体的设计步骤如下：1. 确定滤波器的阶数，根据实际需求和设计要求合理选择。

2. 根据滤波器的阶数和通带最大纹波要求，计算切比雪夫多项式的系数。

3. 将切比雪夫多项式转化为传递函数形式，得到滤波器的传递函数表达式。

4. 根据传递函数表达式，使用模拟滤波器设计工具或数字滤波器设计工具进行进一步的设计和优化。

5. 对设计得到的滤波器进行验证和调整，确保满足要求的频率响应和滤波特性。

三、切比雪夫滤波器的应用切比雪夫滤波器广泛应用于信号处理、通信系统、图像处理等领域。

由于切比雪夫滤波器具有较小的波纹和较高的陡峭度，能够有效地滤除不希望出现在输出信号中的频率成分，因此在需要高质量滤波的场合得到了广泛应用。

以音频信号处理为例，切比雪夫滤波器可以应用于音频均衡器、音频压缩、音频降噪等功能的实现。

通过合理设计切比雪夫滤波器的参数，可以实现对音频信号的准确控制和处理，提高音频信号的质量和清晰度。

四、总结切比雪夫滤波器是一种重要的数字滤波器，具有优秀的频率响应特性和设计灵活性。

通过合理设计切比雪夫滤波器的参数，可以实现对信号的精确控制和处理，满足不同应用场景的需求。

切比雪夫低通滤波器设计切比雪夫低通滤波器是一种常见的数字滤波器，用于去除信号中高频成分，保留低频成分。

其特点是在通带内的波形变形较小，但对于截止频率附近的频率响应会有较大的波动。

本文将介绍切比雪夫低通滤波器的设计方法和实现步骤。

首先，我们需要确定设计的规格要求，包括截止频率、通带衰减、阻带衰减等参数。

在本文中，我们将设计一个3阶切比雪夫低通滤波器，截止频率为1kHz，通带衰减为1dB，阻带衰减为60dB。

接下来，我们可以使用切比雪夫低通滤波器的设计方程来计算滤波器的传递函数。

切比雪夫低通滤波器的传递函数可以表示为：H(s)=1/(1+εn^2*Cn^2(s/ωn))其中，ε是通带衰减，n是滤波器的阶数，Cn是阶数n的切比雪夫多项式。

ωn是规范化的截止频率，可以计算为ωn = 2πf / fs，其中f是实际的截止频率，fs是采样频率。

根据上述的设计方程，我们可以计算出滤波器的传递函数。

接下来，我们需要将传递函数转换为巴特沃斯形式，以便于实际的滤波器设计。

我们可以使用双线性变换来实现这一步骤。

双线性变换可以将连续时间域的传递函数转换为离散时间域的传递函数。

通过双线性变换，可以将连续时间域的传递函数转换为离散时间域的传递函数：H(z)=H(s)，s=(2/Ts)*(z-1)/(z+1)其中，Ts是采样周期，z是离散的复数变量。

将已经计算出的连续时间域的传递函数代入上述公式，我们可以得到离散时间域的传递函数。

现在，我们可以根据得到的离散时间域的传递函数进行滤波器的实现。

可以使用常见的数字滤波器实现方法，如直接形式、级联形式、并联等等。

最后，我们需要对实际的滤波器进行参数调整和优化。

根据设计的要求，我们可以在滤波器的传递函数中调整各个参数，以达到所需的滤波效果。

总结起来，切比雪夫低通滤波器的设计包括确定规格要求、计算传递函数、双线性变换和滤波器实现、参数调整和优化等步骤。

通过这些步骤，我们可以设计出满足要求的切比雪夫低通滤波器。

切比雪夫滤波器的设计方法切比雪夫滤波器（Chebyshev filter）是一种常用的数字滤波器，它在频域上具有截止频率附近最小的过渡带宽。

此类滤波器被广泛应用于信号处理和通信领域中。

设计切比雪夫滤波器的方法有很多，下面将详细介绍常见的两种设计方法。

1.确定滤波器的截止频率和通带衰减首先确定所需滤波器的截止频率和通带衰减要求。

通常，通带衰减是滤波器能够抑制的信号功率的比例。

通常都是以分贝（dB）为单位，常见的衰减要求为20dB或40dB。

2. 将标准Chebyshev滤波器转换为低通滤波器3.设计原型滤波器传输函数对于切比雪夫滤波器，工程师可以根据要求选择一阶、二阶或更高阶的形式。

传输函数的形式取决于所需滤波器的截止频率和通带衰减。

可以使用常见的切比雪夫多项式形式，如Butterworth、Chebyshev和Elliptic型。

4.归一化设计参数归一化是为了方便后续计算和设计，通常包括将截止频率归一化为单位频率和将通带衰减归一化为单位减少。

5.根据设计参数计算阶数和滤波器参数根据归一化设计参数，可以使用公式和表格计算滤波器的阶数和系数。

通常，阶数与滤波器的衰减要求成正比。

6.设计实际滤波器根据计算得到的滤波器阶数和系数，可以设计出实际的滤波器电路。

这可能涉及到计算电阻、电容和电感的值，以满足所需的截止频率和通带衰减。

1.选择适当的阶数切比雪夫滤波器通常有两种类型：I型和II型。

且每种类型都有不同的阶数。

I型切比雪夫滤波器在通带和阻带之间具有等功率振幅特性，阶数越高，通带和阻带之间的过渡带越陡峭。

II型切比雪夫滤波器在通带内具有等功率振幅特性，阶数越高，截止频率附近的干扰越小。

2.计算归一化角频率根据所需的截止频率和通带衰减，可以计算出归一化的截止频率和通带衰减。

3.计算极点的位置通过计算归一化角频率和阶数的函数，可以得到切比雪夫滤波器的极点位置。

极点是滤波器传输函数的根，通常以复数形式表示。

4.找到对应的元件值根据极点的位置，可以计算出理论上的元件值。

awr微波实验报告设‎计低通滤波器awr‎微波实验报告设计低通‎滤波器‎篇一：‎AR微波‎实验报告实验一A ‎整流器非线性分析一‎．实验目的‎1. 了解非线性二极‎管整流器工作原理‎2. 学‎会AR对电路进行非线‎性分析及非线性调节‎二．实验原理所有‎整流器类别中最简单的‎是二极管整流器。

在最‎简单的型式中，二极管‎整流器不提供任何一种‎控制输出电流和电压数‎值的手段。

为了适用于‎工业过程，输出值必须‎在一定范围内可以控制‎。

通过应用机械的所谓‎有载抽头变换器可以完‎成这种控制。

作为典型‎情况，有载抽头变换器‎在整流变压器的原边控‎制输入的交流电压，因‎此也就能够在一定范围‎内控制输出的直流值。

‎通常有载抽头变换器与‎串联在整流器输出电路‎中的饱和电抗器结合使‎用。

通过在电抗器中引‎入直流电流，使线路中‎产生一个可变的阻抗。

‎因此，通过控制电抗器‎两端的电压降，输出值‎可以在比较窄的范围内‎控制。

本次试验要求‎设计一个非线性二极管‎整流器，添加测量项，‎调节电阻，观察电压的‎变化情况，从而去分析‎二极管的非线性。

三‎．实验步骤‎1、完成非线性二极‎管整流器电路图如下‎2、设计模拟‎频率如下3、‎添加图表，往图表中添‎加测量项Vtime,‎A CVS.V1，V_‎M eter.VM1,‎并分析电路4‎、添加图表，往图表中‎添加测量项Vtime‎,ACVS.V1，V‎_Meter.VM1‎,并分析电路‎5、使用 Simul‎a te/Tune t‎l调节MAG及R参数‎观察Graph1和G‎r aph2变化观察‎得调节MAG会使得测‎量项ACVS.V1，‎V_Meter.VM‎1的幅值变大，而调节‎R电路特性变化不大。

‎四．实验总结通‎过此次试验，学会如何‎向工程中添加原理图，‎并成功绘制符合元件参‎数的原理图。

学会添加‎图表，往图表中添加非‎线性测量项。

学会使用‎T une tl调节电‎路中元件的参数，从而‎观察到改元件参数对电‎路特性的影响。

电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：数字信号处理课程设计基层教学单位：仪器科学与工程系指导教师：王娜学号学生姓名（专业）班级设计题目21切比雪夫滤波器设计设计技术参数采样频率100Hz，低频、中频、高频信号频率分别为5Hz、15Hz、30Hz设计要求产生一个连续信号，包含低频，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析。

设计低通，高通，带通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波后信号的频谱。

分析该类型滤波器与其他类型低通滤波器（如Butterworth）优势及特点。

参考资料数字信号处理方面资料MATLAB方面资料周次前半周后半周应完成内容收集消化资料、学习MA TLAB软件，进行相关参数计算编写仿真程序、调试指导教师签字基层教学单位主任签字说明：1、此表一式四份，系、指导教师、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科摘要随着信息和数字时代的到来，数字信号处理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。

在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，因此很多信号的处理都是基于滤波器而进行的。

所以，数字滤波器在数字信号处理中起着举足轻重的作用。

数字滤波器是数字信号处理的重要工具之一，它通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤出某些频率成分的数字器件或程序，而数字滤波器处理精度高、体积小、稳定、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。

故本课题使用MATLAB信号处理箱和运用切比雪夫法设计数字滤波器。

数字滤波器是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置,其输入、输出均为数字信号,实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。

它的基本工作原理是利用离散系统特性对系统输入信号进行加工和变换,改变输入序列的频谱或信号波形,让有用频率的信号分量通过,抑制无用的信号分量输出。

数字滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念,根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型,与模拟滤波器相比,数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外,还有滤波精度高(与系统字长有关)、稳定性好(仅运行在0与l两个电平状态)、灵活性强等优点。

实验四：6.3阶梯阻抗微带低通滤波器设计
一、设计要求
设计一个切比雪夫式微波低通滤波器，技术指标:截止频率f=2.2 GHz，通带内最大波纹L AR =0.2 dB，S11小于-16 dB;在阻带频率fs=4GHz处，阻带衰减L AS不小于30 dB。

输入、输出端特性阻抗Z0=50Ω。

采用微带线阶梯阻抗结构实现，高阻抗线特性阻抗Z0h=106Ω，低阻抗线特性阻抗Z01=10Ω。

微带基板参数εr =9.0，H=800 um，T=10 um。

要求:确定阶梯阻抗微带低通滤波器的结构尺寸，分析滤波器性能，进行适当调节、优化，使其满足指标要求。

记录滤波器的最终优化结果，总结设计和调节的经验。

二、实验仪器
硬件：PC
软件：AWR软件
三、设计步骤
1、低通原型滤波器设计
2、得到原型滤波器参数
3、阶梯阻抗微带滤波器初值计算
4、阶梯阻抗微带滤波器仿真及优化
四、数据记录及分析
1、低通原型滤波器设计
低通原型滤波器电路图（未优化）如下：
2、优化得到原型滤波器参数
不知道为什么试了很多次，都只能完成两个指标的优化，所以就取了如下优化参数：
3、阶梯阻抗微带滤波器初值计算
参数W/um εre l L1、l L2/um lc1、lc3/um Lc2/um 高阻抗线92.42 5.376 5808.96 \ \
低阻抗线8429.86 7.83 \ 1930.79 3293.3
4、阶梯阻抗微带滤波器仿真及优化
最终优化后的微带电路原理图，布线图和测量图：
最终，这个实验花了很长时间，效果还是没有达到优化的结果，试验了很多次，原因也没有找到决定因素。

惭愧，哎！。

前言人类正在进入信息时代，信号处理与滤波器设计是信息科学技术领域中一个不可或缺的重要内容。

然而半个世纪以来，滤波器的设计的基本理论一直没有改变，现有的技术都只支持一种滤波器实现方法，像无源LRC滤波器、有源R C滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器，从指标要求到实际设计的第一步，都是基于O.J.Zoble，R.M.Foster等许多前人的基础工作。

由此而产生的设计理论导致了滤波器设计的初始设计的方程化；把给定的指标转化为S域或z域的传递函数，或转化为LC滤波器结构。

进行到这一步时，设计者可以选择滤波器类型，如切比雪夫滤波器，巴特沃思滤波器，椭圆滤波器或其他类型。

选择什么类型有以下因素决定：滤波器阶数决定、群延迟、带内波纹、带边选择性，易于调试性及其它一些相关要求。

切比雪夫低频滤波器是一种二端口网络。

它具有选择频率的特性，即可以让某些低频信号顺利通过，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；所以需用大量的切比雪夫低频滤波器。

我们设计的切比雪夫低频滤波器对低于10KHz的交流信号没有衰减作用，而对高于10KHz的交流信号有明显的衰减作用。

切比雪夫低频滤波器的相关产品市面上已经非常的多，对于自己设计的这个电子产品也自知有许多的不足，但能首次设计自己的产品，并能在实现相同功能的基础上节约成本也是非常有意义的，还有助于提高自己的动手能力，丰富课余生活。

1.总体设计方案1.1 设计要求完成电路设计；学习使用计算机画电路图；学会使用PROTEL软件画电路图，制作PCB板；还要学会使用Tina，Multisim等仿真软件，用Multisim仿真软件在电脑上做仿真实验，并能根据实验结果作出相应的分析。

最后绘制原理图和仿真出输入输出曲线图及频率响应曲线图，并把仿真结果以报告的形式做出来。

1.2设计路线1）滤波器是对输入信号的频率具有选择的的一个二端口网络，它允许某些频率次（通常是某个频率范围）的信号通过，而其他频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。

课程设计课程名称：数字信号处理题目编号： 0202题目名称：切比雪夫Ⅱ型IIR低通滤波器专业名称：电子信息工程班级：电子1204班学号： 20124470411学生姓名：刘春阳任课教师：黄国玉2015年09月30日数字信号处理课程设计课程设计任务书目录1. 数字滤波器的设计任务及要求（编号202） (2)2. 数字滤波器的设计及仿真 (3)2.1数字滤波器（编号202）的设计 (3)2.2数字滤波器（编号202）的性能分析 (6)3. 数字滤波器的实现结构对其性能影响的分析 (7)3.1数字滤波器的实现结构一（直接型）及其幅频响应 (8)3.2数字滤波器的实现结构二（级联型）及其幅频响应 (10)3.3 数字滤波器的实现结构对其性能影响的小结 (10)4. 数字滤波器的参数字长对其性能影响的分析 (11)4.1数字滤波器的实现结构一（直接型）参数字长及幅频响应特性变化 (12)4.2数字滤波器的实现结构二（级联型）参数字长及幅频响应特性变化 (14)4.3 数字滤波器的参数字长对其性能影响的小结 (16)5. 结论及体会 (16)5.1 滤波器设计、分析结论 (16)5.2 我的体会 (16)5.3 展望 (17)1.数字滤波器的设计任务及要求（0202）每位同学抽签得到一个四位数，由该四位数索引下表一确定待设计数字滤波器的类型及其设计方法， 然后用指定的设计方法完成滤波器设计。

要求：（1）滤波器设计指标：通带截止频 pc ln ()32d rad i πω=, 过渡带宽度10tz()160log drad i πω∆≤，滚降roll 60dB α=;其中， id —抽签得到那个四位数（题目编号) （2）滤波器的初始设计通过手工计算完成；（3）在计算机辅助计算基础上分析滤波器结构对其性能指标的影响（至少选择两种 以上合适的滤波器结构进行分析）；（4）在计算机辅助计算基础上分析滤波器参数的字长对其性能指标的影响； （5） 以上各项要有理论分析和推导、原程序以及表示计算结果的图表； （6）课程设计结束时提交设计说明书。