CN206412992U - 一种新型高阶低通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型高阶低通滤波器，包括一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元，所述的一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元采用级联的结构连接。所述的一阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui1、输出端Uo1、运算放大器A1、电阻R1、电容C1，所述的二阶压控电源滤波单元包括输入端Ui2、输出端Uo2、运算放大器A2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3，所述的二阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui、输出端Uo、运算放大器A3、电阻R6、电阻R7、电容C4、电容C5。本实用新型元件选配方便、成本低，工作温度可靠，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤波技术领域，具体是一种新型高阶低通滤波器。
背景技术
滤波器是一种使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置, 在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。滤波一般可分为有源滤波和无源滤波,有源滤波可以使幅频特性比较陡峭,而无源滤波设计简单易行,但幅频特性不如有源滤波器,而且体积较大。从滤波器阶数可分为一阶和高阶,阶数越高,幅频特性越陡峭。
随着无线通信技术的迅速发展和广泛应用，无线通信设备的高性能、小型化、低成本、易于设计等优点受到了越来越广泛的关注。低通滤波器是无线通信系统的重要组成部分之一，其性能的优劣很大程度上决定了通信系统的工作性能。此
时需要有源低通滤波器实现滤波，同时提供一定的增益，以使输出信号幅度适合模数转换器接收。
最常用的可实现的低通滤波器是巴特沃思滤波器，其输出幅度随频率增大而单调减小，具有最平坦的通带幅频特性，且具有良好的线性相位特性等优点，适用于要求输出信号幅度平坦的场合，故目前在电子测量和仪器等领域广泛采用。采用巴特沃思低通滤波器存在检测精度、稳定性和响应时间之间的矛盾问题,高阶巴特沃思低通滤波器检测精度好,但是频率响应速度慢,超调量大截止频率响应调节困难,稳定性差，因此需要对巴特沃思滤波器加以改进。
发明内容
本实用新型目的是提供一种新型高阶低通滤波器，以解决滤波器的频率响应速度慢,超调量大,稳定性差，截止频率调节困难的问题，从而更好的滤除通带外的干扰信号。
为达到上述目的本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型高阶低通滤波器，包括一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元。
上述技术方案中，所述的一阶巴特沃斯滤波单元有一个，所述的二阶压控电源滤波单元有一个，所述的二阶巴特沃斯滤波单元有一个，所述的一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元采用级联的结构连接。
上述技术方案中，所述的一阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui1、输出端Uo1、运算放大器A1、电阻R1、电容C1，所述输入端Ui与电阻R1一端相连，电阻R1另一端分别与电容C1一端、运算放大器A1的同相输入端相连，电容C1另一端接地，运算放大器A1的反相输入端、运算放大器A1输出端均与输出端Uo1相连。
上述技术方案中，所述的二阶压控电源滤波单元包括输入端Ui2、输出端Uo2、运算放大器A2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3，所述输入端Ui2与电阻R2一端相连，电阻R2另一端分别与电容C2一端、电阻R4一端相连，电阻R4另一端分别与电容C3一端、运算放大器A2的同相输入端相连，电容C3另一端接地，运算放大器A2的反相输入端分别与电阻R3一端、电阻R5一端相连，电阻R3另一端接地，电容C2另一端、电阻R5另一端、运算放大器A2输出端均与输出端Uo2相连。
上述技术方案中，所述的二阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui、输出端Uo、运算放大器A3、电阻R6、电阻R7、电容C4、电容C5，所述输入端Ui与电阻R6一端相连，电阻R6另一端分别与电容C4一端、电阻R7一端相连，电阻R7另一端分别与电容C5一端、运算放大器A3的同相输入端相连，电容C5另一端接地，运算放大器A3的反相输入端、电容C4另一端、运算放大器A3输出端均与输出端Uo相连。
本实用新型有益效果在于：
本实用新型的一种新型高阶低通滤波器，其滤波器类型为改进的五阶巴特沃兹低通滤波器，其通带平坦，阻带抑制能够达到要求，而且容易实现。此低通滤波器的结构采用改进的巴特沃兹低通滤波单元，它的反馈环路少，稳定性好，提高了频率响应速度,且其截止频率易于调节。
附图说明
附图1是本实用新型的一阶巴特沃斯滤波单元电路图；
附图2是本实用新型的二阶压控电源滤波单元电路图；
附图3是本实用新型的二阶巴特沃斯滤波单元电路图；
附图4是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参照附图1、附图2、附图3和附图4，本具体实施方式采用以下技术方案：一种新型高阶低通滤波器，包括一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元。
所述的一阶巴特沃斯滤波单元有一个，所述的二阶压控电源滤波单元有一个，所述的二阶巴特沃斯滤波单元有一个，所述的一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元采用级联的结构连接。
所述的一阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui1、输出端Uo1、运算放大器A1、电阻R1、电容C1，所述输入端Ui与电阻R1一端相连，电阻R1另一端分别与电容C1一端、运算放大器A1的同相输入端相连，电容C1另一端接地，运算放大器A1的反相输入端、运算放大器A1输出端均与输出端Uo1相连。
所述的二阶压控电源滤波单元包括输入端Ui2、输出端Uo2、运算放大器A2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3，所述输入端Ui2与电阻R2一端相连，电阻R2另一端分别与电容C2一端、电阻R4一端相连，电阻R4另一端分别与电容C3一端、运算放大器A2的同相输入端相连，电容C3另一端接地，运算放大器A2的反相输入端分别与电阻R3一端、电阻R5一端相连，电阻R3另一端接地，电容C2另一端、电阻R5另一端、运算放大器A2输出端均与输出端Uo2相连。
所述的二阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui、输出端Uo、运算放大器A3、电阻R6、电阻R7、电容C4、电容C5，所述输入端Ui与电阻R6一端相连，电阻R6另一端分别与电容C4一端、电阻R7一端相连，电阻R7另一端分别与电容C5一端、运算放大器A3的同相输入端相连，电容C5另一端接地，运算放大器A3的反相输入端、电容C4另一端、运算放大器A3输出端均与输出端Uo相连。
本具体实施方式的一种新型高阶低通滤波器，其滤波器类型为改进的五阶巴特沃兹低通滤波器，其通带平坦，阻带抑制能够达到要求，而且容易实现。此低通滤波器的结构采用改进的巴特沃兹低通滤波单元，它的反馈环路少，稳定性好，提高了频率响应速度,且其截止频率易于调节，而且极大地方便了滤波器的通带增益、品质因数等参数的调整。
本具体实施方式元件选配方便、成本低，工作温度可靠，实用性强。
Claims (4)
1.一种新型高阶低通滤波器，其特征是：包括一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元，所述的一阶巴特沃斯滤波单元有一个，所述的二阶压控电源滤波单元有一个，所述的二阶巴特沃斯滤波单元有一个，所述的一阶巴特沃斯滤波单元、二阶压控电源滤波单元、二阶巴特沃斯滤波单元采用级联的结构连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型高阶低通滤波器，其特征是:所述的一阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui1、输出端Uo1、运算放大器A1、电阻R1、电容C1，所述输入端Ui与电阻R1一端相连，电阻R1另一端分别与电容C1一端、运算放大器A1的同相输入端相连，电容C1另一端接地，运算放大器A1的反相输入端、运算放大器A1输出端均与输出端Uo1相连。
3.根据权利要求1所述的一种新型高阶低通滤波器，其特征是:所述的二阶压控电源滤波单元包括输入端Ui2、输出端Uo2、运算放大器A2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3，所述输入端Ui2与电阻R2一端相连，电阻R2另一端分别与电容C2一端、电阻R4一端相连，电阻R4另一端分别与电容C3一端、运算放大器A2的同相输入端相连，电容C3另一端接地，运算放大器A2的反相输入端分别与电阻R3一端、电阻R5一端相连，电阻R3另一端接地，电容C2另一端、电阻R5另一端、运算放大器A2输出端均与输出端Uo2相连。
4.根据权利要求1所述的一种新型高阶低通滤波器，其特征是:所述的二阶巴特沃斯滤波单元包括输入端Ui、输出端Uo、运算放大器A3、电阻R6、电阻R7、电容C4、电容C5，所述输入端Ui与电阻R6一端相连，电阻R6另一端分别与电容C4一端、电阻R7一端相连，电阻R7另一端分别与电容C5一端、运算放大器A3的同相输入端相连，电容C5另一端接地，运算放大器A3的反相输入端、电容C4另一端、运算放大器A3输出端均与输出端Uo相连。
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| CN111744072A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-10-09 | 上海理工大学 | 一种用于电动输液泵的气压检测系统及方法 |
| CN113810021A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-12-17 | 天津大学 | 一种新型可重构滤波器 |
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