专利名称：一种基于Bessel及Butterworth函数链式滤波器实现方法
技术领域：
本发明涉及基于Bessel及Butterworth函数链式滤波器实现方法。
背景技术：
在通信设备和各类系统中。滤波器的应用极为广泛，滤波器的优劣直接决定产品的好坏，所以对滤波器的研究和生产历来为各国重视。由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展也上了一个新台阶，并且朝高精度，低功耗，小体积方向发展。同时随着数字通信系统时钟频率的不断提高，以及数字网络在速度和带宽方面的增加，对滤波器具有最平坦幅频特性和最平群迟延特性也提出更高的要求。而利用传统单一巴特沃思函数或由塞尔函数设计滤波器面临着幅频平坦问题和最平群迟延特性相矛盾的问题，本发明主要基于这一点，采用一个新的链式滤波器电路结构，有效的克服了滤波器设计最平坦幅频特性与最平群迟延的兼容问题·为了获得最佳的滤波效果，推导出链式函数表，根据此表可以设计满足性能的滤波器函数，从而获得最佳的滤波效果。
发明内容
本发明提出一种链式滤波器实现方法，利用巴特沃夫的最平坦特性和贝塞尔最平群延迟特性，链函数是巴特沃夫和贝塞尔函数的折衷，能给出一系列传递函数，在同样的阶数下，产生不同的响应。根据技术指标和元件特性，可选择所需要的滤波器。本发明给出了链函数传递函数的表达式，分析了链函数滤波器的极点分布和群延迟特性，有效的克服了滤波器设计最平坦幅频特性与最平群延迟特性的兼容问题。本发明提出的技术方案具体步骤包括(I)分析滤波器的性能指标，建立网络的拓扑结构模型；(2)链式滤波器传递函数为
T1(S) =----(I)
Hl(S)BUs)其中，Hi(S)Blri(S)多项式系数如表I所示；利用上述公式链式函数多项式系数，根据技术指标和元件特性，可以选择出所需要的滤波器。本发明的技术效果本发明提出的上述一种链式函数滤波器设计技术方案，通过链式函数系数表，设计者根据实际需要可以设计出最佳滤波器参数以满足实际要求，该方法较传统基于工程经验的设计方法不仅节约了滤波器设计周期，而且获得更好的滤波效果O
表I为Hi (s) Blri (S)多项式系数表；
图I为不同i = 0,1,2,3,4,6,6阶链函数幅频响应；图2为不同i = 0，1，3，4，6值，所对应的6阶链函数极点分布图；图3为不同i = 0，1，3，4，6值，所对应的6阶链函数群延迟特性；图4为实施例I中滤波器电路原理图(a)6阶链函数网络(i = I) ; (b)6阶链函数网络(i = 4)；图5为实施例I中滤波器的幅频特性图(a)6阶链函数网络(i = I) ; (b)6阶链函数网络(i = 4)；
图6为实施例I中滤波器的群延迟特性图(a)6阶链函数滤波器(i = I)群延迟特性；(b) 6阶链函数滤波器(i = 4)群延迟特性；
具体实施例方式实施例设计6阶低通链函数滤波器，分别用i = 1，i = 4实现.。利用上述算法，选取η = 6，i = I时，其电路传输函数为
权利要求
1.一种基于Bessel及Butterworth函数链式滤波器实现方法,其特征在于该方法主要是利用巴特沃夫的最平坦幅频特性和贝塞尔最平群延迟特性，此链式滤波器是巴特沃夫和贝塞尔函数的折衷，能给出一系列传递函数，在同样的阶数下，产生不同的响应。根据技术指标和元件特性，可选择所需要的滤波器。本发明给出了链式函数传递函数的表达式，分析了链函数滤波器的极点分布和群延迟特性，有效的克服了滤波器设计最平坦幅频特性与最平群延迟特性的兼容问题，能保证无源滤波器获得最佳的滤波效果。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，而在滤波器的设计中，巴特沃思函数具有最平坦的幅频特性，但其带内延迟特性却很差。贝塞尔函数具有最平群延迟特性，在通带内具有良好的线性相应，但其带内没有平坦的幅频特性。为了解决如今通信系统中最平幅频和最平群延迟之间的矛盾。本发明利用一种的新的滤波器传递函数一链函数滤波器，可以解决这类矛盾。对于这种链函数主要是基于在巴特沃思的最平坦幅频特性和贝塞尔的相位特性作了折衷，这个折衷是用把滤波器的极点分别取巴特沃思和贝塞尔的某些极点 来实现。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，链式滤波器传递函数为 T1(S) =----(I) Hl(S)BUs)
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，本发明给出Hi(S)Blri(S)的多项式表。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，当i分别取0，I，3，4，6时，其极点向虚轴漂移，其带内最平坦幅度响应越来越强，但其最平群延迟响应越差。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，链函数滤波器是利用巴特沃思函数的最平坦幅频特性和贝塞尔函数最平群延迟特性，在传统巴特沃思和贝塞尔函数之间产生多个函数。在相同的阶数下，链函数能够给出不同的频率特性。根据需要选择适当的函数设计滤波器，以满足通信系统的要求。
全文摘要
本发明提供了一种基于Bessel及Butterworth函数链式滤波器实现方法，该方法主要是利用巴特沃夫的最平坦幅频特性和贝塞尔最平群延迟特性，此链式滤波器是巴特沃夫和贝塞尔函数的折衷，能给出一系列传递函数，在同样的阶数下，产生不同的响应。根据技术指标和元件特性，可选择所需要的滤波器。本发明给出了链式函数传递函数的表达式，分析了链函数滤波器的极点分布和群延迟特性，有效的克服了滤波器设计最平坦幅频特性与最平延迟特性的兼容问题，能保证无源滤波器获得最佳的滤波效果。链式函数的重要应用就是在巴特沃思函数最平坦幅频特性和贝塞尔最平群延迟特性之间架起桥梁。
文档编号H03H17/02GK102916678SQ20121038195
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月23日 优先权日2012年9月23日
发明者王少夫 申请人:安徽科技学院