滤波器的设计仿真实例

1、滤波器的基本概念

滤波器最原始的含义是基于信号所含的“频率成份”，即滤波器的作用是“让信号在通频带内的频率分量通过，让在截止频带内的频率分量不能通过，或受到尽可能大的衰减。简单称为频域滤波。

模拟滤波器一般还是指一个完成波形过滤、规模不大，用有源元件（运算放大器）和无源元件（R、L、C）构成的电路部件。含有源器件者称之有源模拟滤波器，在最近二三十年内，它已实现了集成化，并且商业型号不断增多，一般表现为一个引脚数不超过24的小规模集成电路。单纯由R、L、C构成的滤波器称为无源滤波器。

我主要是想学好ADS，用ADS进行电路仿真，学ADS的同时对自己知识点进行查漏补缺，对滤波器这里我就不具体进行总结了，推荐一个总结计算特别好的课件，链接如下：

模拟电子技术：第21讲 有源滤波电路(公式推导).ppt-原创力文档 (book118.com)

2、滤波器的分类

按照器件的性质分类：有源与无源。

无源滤波器：由电容电阻和电感组成，噪声低、线性度高、工作频率高，但是电感集成占用很大的芯片面积，而且高品质因数值得电感不易实现。

有源滤波器：使用有源器件构成得运算放大器，减小了所占用得芯片面积，并使得滤波器电路能够为有用信号提高一定增益，有利于整个系统灵敏度得提高。

按照滤波器的功能来分，可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器。

低通滤波器是指滤波器允许低于频率的信号通过，而对高于截止频率w0的信号进行衰减与抑制。

高通与低通相反。

带通滤波器是低通和高通滤波器的结合[wl,wh]的信号通过，而对这个频段之外的信号进行衰减和抑制。

带阻滤波器是将某一个频段内的信号进行衰减与抑制，而允许该频段之外的信号通过。带阻滤波器如果阻带的比较狭窄，那么又可称为陷波器。

全通滤波器不具有频率选择性，理想的全通滤波器允许任何频率信号通过。换言之，全通滤波器对幅度频率的响应是一条直线，增益为某一固定常数。信号通过全通滤波器时，其幅度不受影响，但是信号的相位会发生变化。全通滤波器主要运用于脉冲传输系统与延迟均衡器中。

3、滤波器的性能指标

在实际中，通常分别从以下两类指标来衡量模拟滤波器的性能。

第一类指标是用来表征滤波器的对相邻频道抑制干扰信号的抑制能力，包括截止频率和过渡带衰减速度等。

第二类指标是用来表征对滤波器的影响，包括带内纹波，带内群延迟变化，滤波器噪声以及线性度等。

带内纹波和群延时变化决定了信号从滤波器输入至滤波器输出的失真程度，带内纹波、群延迟会影响系统的矢量误差幅度，进而降低系统的误码率滤波器的噪声会影响到系统的信噪比。

4、设计实例

ADS滤波器辅助设计工具：

利用这个工具很方便地设计满足系统要求的滤波器电路。

带通滤波器的设计目标：

中心频率f0=10MHz；

通带带宽BW=2MHz；

阻带衰减大于60dB；

带内纹波小于1dB；

步骤

1、新建工程和原理图，在DesignGuide中选择Filter，

2、选择Filter Control Window，弹出“Filter”对话框。

3、在Fiter DesignGuid中的VIEW，再选择Commponernt-ALL

4、这时在原理图串口自动显示一个滤波器的元件面板，如下图所示：面板中会显示高通、低通、带通以及带阻4种滤波器模型。

5、选择带通滤波器的模型，放置。

6、返回“Filter DesignGuide”窗口，如图所示选择带通滤波器。

7、选择滤波器助手对其进行设置

最后的设置是这样的。

最后再按“Design”按钮，则会生成自动生成滤波器。

8、按击“Done”按钮，回到原理图窗口，出现如下的图片，这样就完成了滤波器的设计。

9、使用滤波器辅助设计向导完成滤波器设计后，还需要采样S参数仿真来验证滤波器性能。继续添加“Term”，和添加S仿真控制器，并对其进行设置，完成原理图如下：

10、对其进行仿真，得到S参数仿真，根据S参数就可以大体了解滤波器的效果。

好了，今天的总结就到这里了，感觉我特别喜欢这个步骤，这样以后滤波器设计就方便了，下个总结微带滤波器原理图设计与仿真。