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基于Matlab带阻滤波器电路设计及参数寻优

发布时间:2020-07-21 18:45:00 阅读: 来源:冲床厂家

摘要 各种滤波器电路在模拟电路设计中经常出现,由于在实际工程中,电阻、电容的值均连续,因此在设计电路时,电路参数计算繁冗且计算量大,并且手工计算出的结果并非是一个最优解,文中借助Matlab的计算功能,根据带阻滤波器的传递函数,建立了相应的标准电路模型以及参数最优化模型,最后使用Matlab中的数学工具箱编写出相应的求解程序,可以快速得到符合要求的电路参数,大幅提高了设计效率,有较强的实用性。关键词 带阻滤波器;参数计算;寻优 Matlab作为一种常用的大型工程软件,包括数值计算、程序设计、信号处理等多种功能,目前已成为辅助电路分析最为通用的软件之一。实际工作中,当对电路进行分析设计时,会涉及到大量的计算,而这些计算十分繁冗。为此,可借助于Matlab本身自带的函数进行编程解决电路计算问题,同时将电路分析中频繁遇到的计算问题编写成函数,以提高电路分析的效率,取得了良好的效果。1 带阻滤波器 信号处理中,一般只允许一定频率范围的信号通过,而实际信号频率的范围可能较大,这就需要使用带阻滤波器进行信号处理。 带阻滤波器是指能通过大多数频率分量,但将一定范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,用来抑制一定频段内的信号。带阻滤波器可分为窄带滤波器和宽带阻滤波器。窄带阻滤波器一般用带通滤波器和减法器电路组合起来实现,窄带组滤波器通常用作单一频率的陷波,又称为陷波器。宽带阻滤波器通常用低通滤波器和高通滤波器求和实现。理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。带阻滤波器的中心频率f0和抑制带宽BW之间的关系为 式中,Q为品质因数。fH为带阻滤波器的上限频率。fL为带阻滤波器的下限频率,其中fH>fL。带宽BW越窄,品质因数Q越高。2 目标函数分析 文中要实现的带阻滤波器函数如下

本文引用地址: 对该函数进行分析,可以先分析典型的二阶带通滤波器,其形式如式(4)所示。通过适当的电路形式实现以上函数,且电路中各参数值在要求在标称值范围内将二者进行对比,可发现:当用1减去H(S)时,可得到所需的结构形式。其典型的电路形式如图1所示。

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