[发明专利]一种新型模拟低通滤波器电路及设计方法

说明书

本发明公开了一种新型模拟低通滤波器电路及设计方法，涉及模拟低通滤波器技术领域。本发明包括如下步骤：步骤S01，确定所设计的低通滤波器的通带截止频率和特性阻抗，计算中心电路的各项参数，选取与计算值接近的参数值；步骤S02，确定需要抑制的频点数及对应的频率值，计算各阻带抑制电路的各项参数，选取与计算值接近的参数值；步骤S03，检测低通滤波器抑制效果。抑制不满足，则返回步骤S02，调整有关参数直至满足，最终完成低通滤波器的设计。本发明通过利用LC并联谐振电路阻抗无限大的特性实现低通滤波，无需遵守严格的函数约束，降低设计难度，提升效率。

技术领域

本发明属于模拟低通滤波器技术领域，特别是涉及一种新型模拟低通滤波器电路及设计方法。

背景技术

模拟低通滤波器作为电子电路中一种进行频率选择或抑制处理的基本电路，已经经过上百年的发展。从其可以演变出高通、带通和带阻等功能的其它变形后的滤波器电路。经过无数前辈的研究分析，低通滤波器得到非常成熟和广泛的应用。从其函数类型方面主要分为巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、贝赛尔滤波器和椭圆滤波器。

传统的低通滤波器设计方法是根据需要选定低通滤波器的函数类型，然后根据其归一化模型，将通带截止频率、带内波动(纹波系数)和带外抑制等参数，代入相应的计算公式，选定合适的阶数，进行综合计算，根据计算结果进行查表等操作。当相应设计参数发生改变时，所有的结果基本上都要重新计算。虽然借助计算机程序软件等能对设计过程有所简化，但实际产品的生产和调整都十分困难和繁琐。

低通滤波器的截止频率受限于电感和电容的参数值，频率越低，相应的电容和电感参数值也越大。而大的电感参数值会导致电感外形尺寸很大，甚至有时需要采用磁芯方式的电感才能实现。这也造成了模拟低通滤波器难以集成到其它电路中。

传统低通滤波器设计方法和过程都很复杂，需要根据截止频率、带外抑制、波动系数等参数来进行计算，尽可能地逼近低通数学函数。低通滤波器中各元件均是基于低通数学函数的组成部分，参数值的偏差会导致相应的函数发生偏差，从而性能发生变化。当截止频率或是带外抑制等参数发生变化时，传统低通滤波器电路很难进行简单的调整去适应这些变化。虽然可以通过计算机程序等辅助方式来仿真和计算，提高设计效率，但依然是很繁琐。

传统低通滤波器的阶数越高时，意味着组成低通函数所需的各元件参数的精度要求也越高。为了保证精度，电感和电容都是需要人工筛选，尤其是电感，往往需要手工绕制(尤其是磁芯电感)。这也意味着产品成本高。而由于应用条件的变化而使得已经完成的低通滤波器的设计不再满足使用条件，需要重新设计，而且成品也往往只能废弃。反复的设计和产品的重新生产均会造成各种资源的浪费，增加产品成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型模拟低通滤波器电路及设计方法，解决了现有的低通滤波器的设计过程复杂困难，提高滤波电路对应用条件变化的适应能力，减少产品生产难度，降低成本问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型模拟低通滤波器电路，所述低通滤波电路包括中心电路和阻带抑制电路，且所述中心电路和阻带抑制电路均由若干基本电路并联构成；

所述基本电路包括电感L、电容C和对地电容C1构成，并联的电感L和电容C组成谐振电路，谐振电路的一端通过对地电容C1接地；

其中，所述中心电路为两个互为镜像的基本电路串联构成，所述阻带抑制电路为串联在中心电路两侧的基本电路构成，且两侧的基本电路也互为镜像；

一种新型模拟低通滤波器电路的设计方法，包括如下步骤：