典型的模拟滤波器频率到频率的变换
一般而言,典型的模拟滤波器试图逼近理想低通、高通、带通、带阻或全通滤波器的响应。关于这些滤波器类型已经有很多认识,其历史可以追溯到无线电发展的早期。在前数字时代,无线电工程师们经常需要设计带选滤波器。为此,他们开发了基于标准滤波器模型的设计策略,其中使用了大量图表。为加速滤波器设计过程,其选择一般仅限于通带滚降为-1dB或-3dB的滤波器。另一个为简化滤波器设计过程所作的折中是,所有滤波器都通过扩展预定义的刀阶模拟低通原型滤波器Hp(s)来实现。这些原型滤波器具有Butterworth、一类和二类Chebyshev或Cauer(椭圆函数)滤波器通常具各的属性,不过其通带截止频率均归一化为Ω=lrad/s。利用表1所示的频率变换方案,可将原型滤波器Hp(s)变形为期望的模拟滤波器H(s),使其具有用户指定的特性(即Hp( s)→Jf(s))。表1中还列出了相关的Matlab变换函数。 表1 频率到频率的变换
一旦原型滤波器的阶数确定,那么模拟原型滤波器Hp(s)的设计即告完成,而H(s)的设计亦随即完成。最小滤波器阶数n应能满足一组频域指标,这组指标是用如下的混合设计参数来定义的,
总体来说,参数叩和虑d确定了滤波器裙边的陡峭度。其他常用的混合参数还有δ=A2-1、d=δ/ε以及D=δ2。参数δ、d和D都是对过渡区深度的测度。用如下公式可从这些参数算出模拟低通原型滤波器的阶数。
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