無(wú)源梯形高階高通濾波器的模擬設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題 目：無(wú)源梯形高階高通濾波器的模擬設(shè)計(jì) 院系： 電氣信息學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué)生姓名：楊志 學(xué) 號(hào)： 200601030218 指導(dǎo)教師： 周細(xì)鳳 2010年 4月 1 日開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專業(yè)審查后生效。2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)。3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式

2、成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊(cè)），其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對(duì)于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開題報(bào)告的最后。4統(tǒng)一用a4紙，并裝訂單獨(dú)成冊(cè)，隨畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書等資料裝入文件袋中。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。 文 獻(xiàn) 綜 述 0 引言在無(wú)線電通信、非電量及微弱信號(hào)檢測(cè)、電視接收機(jī)、自動(dòng)控制等電路中，所能接收到的信號(hào)通常都是很微弱的，且其中還濕雜有無(wú)用或有害的信號(hào)，這

3、對(duì)電路的正常工作將會(huì)造成影響。為了消除這種影響，就需要用濾波器，便有用信號(hào)頻率能比較順利地通過(guò)，而將無(wú)用及有害的信號(hào)濾掉，或讓它們受到較大的衰減。用電感器和電容器所組成的濾波器屬無(wú)源濾波器，具有成本低、電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。按工作頻率的范圍，可分為低通濾波器、高通濾波器及帶通濾波器。低通濾波器只有低頻信號(hào)能通過(guò)而高頻信號(hào)不能通過(guò);高通濾波器只有高頻信號(hào)能通過(guò)而低頻信號(hào)不能通過(guò);帶通濾波器只有某一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)能通過(guò)，而在此之外的其他頻率的信號(hào)不能通過(guò)。濾波器可廣義地理解為一個(gè)信號(hào)選擇系統(tǒng)。它讓某些信號(hào)成分通過(guò)又阻止或衰減另一些成分。在更多地情況下，被窄義地理解為選頻系統(tǒng)，如低通、高通、帶通、帶

4、阻。頻域與時(shí)域均衡器也是一種濾波器，通信系統(tǒng)的傳輸媒介如明線、電纜等從特性看也是濾波器。濾波器如系統(tǒng)一樣可分為三類：模擬濾波器、采樣濾波器和數(shù)字濾波器.模擬濾波器（af）可以是由rlc構(gòu)成的無(wú)源濾波器，也可以是加上運(yùn)放的有源濾波器，它們是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)。采樣濾波器（sf）由電阻、電容、電荷轉(zhuǎn)移器件、運(yùn)放等組成，屬于離散時(shí)間系統(tǒng)，其幅度是連續(xù)的。開關(guān)電容濾波器、電荷耦合濾波器軍屬這類濾波器。數(shù)字濾波器（df）由加法器、乘法器、存儲(chǔ)延遲單元、時(shí)鐘脈沖濾波器及邏輯單元等數(shù)字電路構(gòu)成。它精度高，穩(wěn)定性好，不存在阻抗匹配問(wèn)題，可以時(shí)分復(fù)用，能夠完成一些模擬濾波器完成不了的濾波任務(wù)。其缺點(diǎn)是需要抽樣、量化、

5、編碼，以及手時(shí)鐘頻率所限，所能處理的信號(hào)最高頻率還不夠高。另外，由于有限字長(zhǎng)效應(yīng)會(huì)造成域設(shè)計(jì)值的頻率偏差、量化和運(yùn)算噪聲及極限環(huán)振蕩。1 模擬濾波器的現(xiàn)狀 模擬濾波器可以分為無(wú)源和有源濾波器： 無(wú)源濾波器：僅由無(wú)源元件(r、l 和c)組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是：電路比較簡(jiǎn)單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點(diǎn)是：通帶內(nèi)的信號(hào)有能量損耗，負(fù)載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng)，當(dāng)電感l(wèi)較大時(shí)濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。 有源濾波器：集成運(yùn)放和r、c組成，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。集成運(yùn)放的開環(huán)電

6、壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。但集成運(yùn)放帶寬有限，所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。模擬濾波器在測(cè)試系統(tǒng)或?qū)Ｓ脙x器儀表中是一種常用的變換裝置。例如：帶通濾波器用作 頻譜分析儀 中的選頻裝置；低通濾波器用作數(shù)字信號(hào)分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波；高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測(cè)儀中剔除低頻干擾噪聲；帶阻濾波器用作電渦流測(cè)振儀中的 陷波器 ，等等。用于頻譜分析裝置中的帶通濾波器，可根據(jù)中心頻率與帶寬之問(wèn)的數(shù)值關(guān)系，分為兩種： 一種是帶寬b不隨中心頻率人而變化，稱為恒帶寬帶通濾波器，其中心頻率處在任何頻段上時(shí)，帶寬都相同； 另一種是帶寬b與中心頻

7、率人的比值是不變的，稱為恒帶寬比帶通濾波器，其中心頻率越高，帶寬也越寬。原理上講，有源濾波器可以達(dá)到很高的q值，但是過(guò)高的q值對(duì)于有源濾波器來(lái)說(shuō)是不夠穩(wěn)定的。有源濾波器的特性曲線不夠好，有可能是你使用的運(yùn)放帶寬不夠。從原理上，無(wú)論有源無(wú)源，實(shí)現(xiàn)出來(lái)的特性應(yīng)該是一致的。主要還是一個(gè)制作問(wèn)題。無(wú)源rc濾波器當(dāng)然不能等同于有源rc濾波器，有源rc和無(wú)源lc可以實(shí)現(xiàn)出bottworth函數(shù)，而用無(wú)源rc實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)是很不理想的，它的最低衰耗值極高（此點(diǎn)鮮為人知）。所以一般不用無(wú)源rc函數(shù)作濾波器逼近函數(shù)。不僅如此，而且經(jīng)過(guò)計(jì)算，無(wú)源低通二階濾波器的品質(zhì)因數(shù)非常的低，最高能達(dá)到0.5，但是這個(gè)還不是所有

8、的頻率都能夠達(dá)到的。濾波器是一種能使有用信號(hào)順利通過(guò)而同時(shí)對(duì)無(wú)用頻率信號(hào)進(jìn)行抑制（或衰減）的電子裝置。工程上常用它來(lái)做信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳送和抑制干擾等。以往主要采用無(wú)源元件r、l和c組成模擬濾波器，六十年代以來(lái)，集成運(yùn)放獲得了迅速地發(fā)展，由它和r、c組成的源濾波器，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于集成運(yùn)放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，而輸出阻抗又很低，而且，由其構(gòu)成的有源濾波器還具且一定的電壓放大和緩沖作用。因此，基于放大器和r、c構(gòu)成的有源濾波器應(yīng)用日益廣泛。隨著微電子學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以把一些電阻和電容與運(yùn)放集成在一塊芯片上構(gòu)成通用有源濾波器（universal activ

9、e filter,uaf）。這種芯片集成度高，片內(nèi)集成了設(shè)計(jì)濾波器所需的電阻和電容，在應(yīng)用中只需極少數(shù)外部器件就可以很方便地構(gòu)成一個(gè)源濾波器。bb（burr-brown）公司的uaf42就是這一類通用有源濾波器的代表。它可廣泛應(yīng)用于高通、低通和帶通濾波器設(shè)計(jì)中。它采用典型的狀態(tài)可調(diào)（state-variable）模擬結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成了一個(gè)反向放大器和兩個(gè)積分器。該積器包括1000f（5%）的電容。因此較好的解決了有源波器設(shè)計(jì)中獲得低損耗（low-loss）電容的問(wèn)題。2 濾波器發(fā)展前景近年來(lái) 無(wú)源梯形高階高通濾波器的研究受到了學(xué)界的高度重視，并在通信 、信號(hào)與信息處理 ，計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等領(lǐng)域得到

10、成功運(yùn)用。采用這種模 式處理信號(hào)具有比電壓模式明顯的優(yōu)越性 具有頻帶寬，高傳輸特性 、非線性失真小、容易實(shí)現(xiàn)各種優(yōu)勢(shì)，由于其精度高 、功耗 低等特 點(diǎn)而受到國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注為了充分發(fā)揮這些模式無(wú)源器件的特點(diǎn) ，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電流模式無(wú)源電路也是很有實(shí)用價(jià)值的。 通過(guò)已知的高通型無(wú)源梯形網(wǎng)絡(luò)，用高階一次法對(duì)該電路 實(shí)行模擬同時(shí)給出由這種設(shè)計(jì)構(gòu)思實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)有源網(wǎng)絡(luò)然后證明它們的性能對(duì)元件變有源器件非理想特性變化是低敏感度的可以看出，這種設(shè)計(jì)方法使元件在取值上具大 的靈活性。且易于集成近年來(lái)，第二代電流傳送器(second-generationllrreilt conveyor，簡(jiǎn)稱 ccli)比運(yùn)

11、算放大器具有更寬的頻 率范圍、動(dòng)態(tài)范圍和較大的線性度等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，大量用 cc十 的低 階電壓模式或電流模式濾波電路不斷見(jiàn)諸報(bào)道_1 j對(duì)于高階濾波電路，大多集中在用跳蛙法和信號(hào)流圖 法實(shí)現(xiàn)方面 高階無(wú)源高通濾波器，較用運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的同種電路，所用無(wú)源元件要少電流傳送器(current conveyor簡(jiǎn)記cc)因具有良好的高頻性能、很強(qiáng)的通用性和靈且可工作于 電壓模式或電流模式，因而在 vlsi電路中得到了廣泛應(yīng)用tlo， 基于高通傳輸函數(shù)的逐級(jí)展開和模擬實(shí)現(xiàn) ，一個(gè)新的具有較少元件的高階 cc高通濾波器結(jié)構(gòu)基于此結(jié)構(gòu) ，對(duì)二七階最平坦型 butterworth高

12、通濾波器設(shè)計(jì)和 pspice模擬分析，其模擬特性曲線與設(shè)計(jì)指標(biāo)相吻合，結(jié)果令人滿意，性能更優(yōu)良器進(jìn)行集成時(shí)，面臨著許許多多的困難和挑戰(zhàn)。在集成連續(xù)時(shí)間濾波器的設(shè)計(jì)中，如何保證濾波器精確的和穩(wěn)定的元件值，使其響與理論值相接近。再次就是集成連續(xù)時(shí)間濾波器的動(dòng)態(tài)范圍。特別是在高q值和低電壓的設(shè)計(jì)中，因而一般在設(shè)計(jì)中通過(guò)平衡結(jié)構(gòu)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。但是高q值的濾波器的設(shè)計(jì)成為連續(xù)時(shí)間濾波器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。另外，濾波器的截止頻率需要不斷變化，可以通過(guò)調(diào)整偏置電壓或電流的方法來(lái)解決，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，怎樣得到精確的偏置電壓和電流也成為一大障礙。此外，隨著高頻應(yīng)用的增多，需要提高濾波器的截止頻率。因而，設(shè)計(jì)無(wú)源高

13、階高通濾波器成為當(dāng)今的一個(gè)研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。3 結(jié)束語(yǔ)我國(guó)現(xiàn)有濾波器的種類和所覆蓋的頻率已基本上滿足現(xiàn)有各種電信設(shè)備。從整體而言，我國(guó)有源濾波器發(fā)展比無(wú)源濾波器緩慢，尚未大量生產(chǎn)和應(yīng)用。從下面的生產(chǎn)應(yīng)用比例可以看出我國(guó)各類濾波器的應(yīng)用情況：lc濾波器占50%；晶體濾波器占20%；機(jī)械濾波器占15%；陶瓷和聲表面濾波器各占1%；其余各類濾波器共占13%。從這些應(yīng)用比例來(lái)看，我國(guó)電子產(chǎn)品要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成，濾波器集成化仍然是個(gè)重要課題。 隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)濾波器的性能要求越來(lái)越高，功能也越來(lái)越多，并且要求它們向集成方向發(fā)展。我國(guó)濾波器研制和生產(chǎn)與上述要求相差甚遠(yuǎn)，為縮短這個(gè)差距，電子工程和科技人

14、員負(fù)有重大的歷史責(zé)任。參 考 文 獻(xiàn):1焦李成.電流模式模擬信號(hào)處理的進(jìn)展與展望j.電子學(xué)報(bào),1992,20(7):87-92.2韓全慶,郭靜波.電流模式全極點(diǎn)跳耦結(jié)構(gòu)濾波器j.電子科學(xué)學(xué)刊,1994,16(5):505-511.3包應(yīng)三.電流傳輸器型濾波器的一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)j.通信學(xué)報(bào),1997,18(7):79-83.4karybakas c a,papazoglou c a.low-senstive ccii-based biqua-dratic filters offering electronic frequency shiftingj.ieee transactions on circ

15、uits and systems-ii:analog and digital signal processing,1999,46(5):527-539.5王春華,沈光地,徐晨,等.用ccii回轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)梯形結(jié)構(gòu)電流模式濾波器j.電子與信息學(xué)報(bào),2001,23(5):516-520.6王春華,沈光地.最少元件的多輸入多輸出moccii電流模式濾波器j.電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào),2002,7(4):104-107.7劉海文,李征帆.基于moccii多功能濾波器的設(shè)計(jì)j.電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào),2002,7(4):22-25.8gunes e o,toker a,ozoguz s.insentive current-m

16、ode universal filter with minimum components using dual-output currentconveyorsj.electronics letter,1999,35:524-525.9wang h y,lee c t.versatile insensitive current-mode universal biquad implementation using current conveyorsj.ieee transactions circuits and systems-ii,2001,48(4):409-413.10郭靜波,王贊基,戴逸松

17、,韓慶全等.基于mccii的差分式電流模式連續(xù)時(shí)間濾波器j.通信學(xué)報(bào),1997,18(6):59-63.11wu j.ei-masry e.current-mode ladder filters using multiple output current conveyorsj.iee proceeding-g,1996,143(4):218-222.12王春華,閆健卓,沈光地.基于moccii的多環(huán)反饋電流模式濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)j.通信學(xué)報(bào),2002,23(4):11-16.13何怡剛.基于mocc的電流模式連續(xù)時(shí)間濾波器j.通信學(xué)報(bào),2000,21(3):88-89.14王春華.基于mocci

18、i多輸入單輸出電流模式濾波器j.通信學(xué)報(bào),2004,25(2):138-143.15秦世才.高清運(yùn).現(xiàn)代模擬集成電子學(xué)m.北京:科學(xué)出版社,2003.畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告開題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施 開 題 報(bào) 告一、課題的目的與意義有源濾波器是指用晶體管或運(yùn)放構(gòu)成的包含放大和反饋的濾波器, 無(wú)源濾波器是指用電阻/電感/電容等無(wú)源元件構(gòu)成的濾波器. 在小信號(hào)下都有 emc 問(wèn)題, 當(dāng)然有源濾波器要考慮供電電源的 emc 問(wèn)題, 而無(wú)源的就沒(méi)有電源問(wèn)題了. 無(wú)源lc梯形濾波器具有優(yōu)良的靈敏度性，并且

19、已形成了十分成熟的設(shè)計(jì)理論。因此，經(jīng)由無(wú)源lc梯形濾波器直接實(shí)現(xiàn)高階有源濾波器不僅是可取的，而且是設(shè)計(jì)者樂(lè)于采用的。無(wú)源高階高通梯形濾波器根據(jù)預(yù)期指標(biāo)通過(guò)查表得到lc梯形濾波器電路和參數(shù)，然后對(duì)電路作狀態(tài)變量分析，再用電流傳送器實(shí)現(xiàn)的加法器和積分器模擬狀態(tài)變量，即可獲得經(jīng)由無(wú)源lc梯形濾波器直接實(shí)現(xiàn)的濾波器。二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望全球電信業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)了無(wú)源梯形高通高階濾波器波的繁榮。今年，亞洲市場(chǎng)上數(shù)據(jù)和光纖通訊、遙控器、安全系統(tǒng)類消費(fèi)產(chǎn)品，以及高科技移動(dòng)電話應(yīng)用成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)，無(wú)源梯形高通高階濾波器需求將穩(wěn)定增長(zhǎng)。盡管如此，亞洲制造商由于普遍對(duì)海外市場(chǎng)，尤其是美國(guó)缺乏信心，在擴(kuò)大產(chǎn)能

20、方面很謹(jǐn)慎， 因而今年供給將保持穩(wěn)定，報(bào)價(jià)也不會(huì)發(fā)生太大變化。產(chǎn)品趨向表面貼裝型，預(yù)計(jì)各公司將針對(duì)特種應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)升級(jí)并推出創(chuàng)新產(chǎn)品。中國(guó)內(nèi)地市場(chǎng)和海外需求穩(wěn)定增加中國(guó)內(nèi)地從事聲無(wú)源梯形高通高階濾波器生產(chǎn)的公司不到50家，其中多為國(guó)有企業(yè)。近年，出現(xiàn)了一些與香港和日本合資的企業(yè)。事實(shí)上，無(wú)源梯形高通高階濾波器的生產(chǎn)需要半導(dǎo)體設(shè)備和很高的技術(shù)，民營(yíng)企業(yè)極為少見(jiàn)。實(shí)際內(nèi)地只有十幾家公司具有批量生產(chǎn)的能力，其它廠家的規(guī)模都很小。估計(jì)2011年整體產(chǎn)量為6000萬(wàn)只，在全球無(wú)源梯形高通高階濾波器的6億只產(chǎn)量中只占很小的份額。其中，內(nèi)地市場(chǎng)中進(jìn)口產(chǎn)品占主導(dǎo)地位。本地產(chǎn)品主要用于像電視接收機(jī)和錄像機(jī)這樣的

21、傳統(tǒng)需求。隨著新應(yīng)用領(lǐng)域需求的與日俱增，制造商正努力提升技術(shù)水平和產(chǎn)量。當(dāng)前，有線電視網(wǎng)絡(luò)正針對(duì)寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入進(jìn)行改建，預(yù)計(jì)將在本地產(chǎn)生巨大的無(wú)源梯形高通高階濾波器需求。去年聲表面波濾波器的整體增幅約為20，由于國(guó)內(nèi)和出口市場(chǎng)的需求都很大，無(wú)源梯形高通高階濾波器自去年就一直在提升產(chǎn)量，以應(yīng)對(duì)可能的需求增長(zhǎng)。內(nèi)地的大部分產(chǎn)品都出口東南亞，南韓和歐美。衛(wèi)星通信用的濾波器在全球市場(chǎng)極受歡迎。除移動(dòng)電話外，光纖通信、廣域網(wǎng)和藍(lán)芽將在未來(lái)產(chǎn)生巨大需求。但如果制造商未能對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行大幅度升級(jí)，就會(huì)被對(duì)手遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在后面?！毖邪l(fā)將集中解決插入損耗的問(wèn)題。制造商預(yù)測(cè)今年聲表面波濾波器報(bào)價(jià)將會(huì)穩(wěn)定。自200

22、0年以來(lái)，此類器件的價(jià)格基本上保持不變，預(yù)計(jì)這種狀態(tài)將一直持續(xù)下去。中國(guó)臺(tái)灣市場(chǎng)需求旺盛，臺(tái)灣有關(guān)方面指出，臺(tái)灣的聲無(wú)源梯形高通高階濾波器制造業(yè)歷史相當(dāng)短，批量生產(chǎn)于1999年末才開始，估計(jì)該行業(yè)中只有不多的企業(yè)。用于數(shù)據(jù)通訊的無(wú)源梯形高通高階濾波器，如無(wú)線局域網(wǎng)、線纜調(diào)制解調(diào)器和rf產(chǎn)品，還有消費(fèi)產(chǎn)品如遙控器、監(jiān)視設(shè)備和安全系統(tǒng)， 自去年初以來(lái)需求一直旺盛。隨著模擬濾波技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)源梯形高通高階濾波器也越來(lái)越成熟。目前，此技術(shù)在國(guó)外和中國(guó)臺(tái)灣已有較為廣泛的應(yīng)用，而l無(wú)源梯形高通高階濾波器的高級(jí)研究、開發(fā)也主要掌握在美國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣等少數(shù)國(guó)家和地區(qū)的手中。其應(yīng)用主要在通信領(lǐng)域，現(xiàn)分幾

23、個(gè)特殊頻段予以討論： (1)l波段(12 ghz)：由于該頻段頻率較低，通常采用集總或半集總元件來(lái)設(shè)計(jì)濾波器，可應(yīng)用于低頻段無(wú)線系統(tǒng)，如gps系統(tǒng)、低頻的無(wú)線傳感網(wǎng)等。也可用于15 ghz gps系統(tǒng)的ltcc三階帶通濾波器設(shè)計(jì)，現(xiàn)已在世界各地普遍使用。而基于此應(yīng)用的ltcc濾波器也是層出不窮。還有一種ltcc雙通帶濾波器口 ，體積相當(dāng)小。在該頻段無(wú)線系統(tǒng)中使用的濾波器通常也采用表面(體)聲波濾波器，有很好的濾波特性，體積和重量也大為減小，從而成為未來(lái)通信系統(tǒng)中濾波器的首選。 (2)用于245 ghz52 ghz的藍(lán)牙以及無(wú)線本地局域網(wǎng)(wlan)。隨著藍(lán)牙技術(shù)和wlan的不斷發(fā)展，其應(yīng)用也越

24、來(lái)越廣泛，由此帶動(dòng)了無(wú)源梯形高通高階濾波器的發(fā)展。用于藍(lán)牙和wlan的高通濾波器。它們的中心頻率分別為245 ghz和525 ghz，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了性能的優(yōu)化和體積的減小。 (3)用于60 ghz的無(wú)源梯形高通高階濾波器。60 ghz頻段屬于免許可頻譜，由于其可方便用于高速無(wú)線傳輸，如高速網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)、媒體流、數(shù)據(jù)高速下載等，可取代傳統(tǒng)的電纜傳輸 。 無(wú)源梯形高通高階濾波器是這些應(yīng)用非常合適的選擇。雖然用于該頻段的無(wú)源梯形高通高階濾波器在實(shí)際應(yīng)用方面有待發(fā)展，但其研究已在深入進(jìn)行。其濾波器特性很好，相對(duì)于傳統(tǒng)的平面耦合波導(dǎo)濾波器，它的體積可減小一倍。無(wú)源濾波器由于其立體結(jié)構(gòu)具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，并

25、且有很好的濾波性能，使得它在目前無(wú)線通信設(shè)備小型化、模塊化的今天有著光明的發(fā)展前景，當(dāng)前，急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題是創(chuàng)建一套成熟的無(wú)源梯形高通高階濾波器的lc等效電路的建模方法。濾波器的性能指標(biāo)有很多種，對(duì)于對(duì)信號(hào)頻率具有選擇性的濾波器。分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器。模擬濾波器是在傳統(tǒng)模擬電路中發(fā)展起來(lái)的，其實(shí)就是rc電路網(wǎng)絡(luò)。頻率濾波器大概分為帶通、帶阻、高通、低通。特性不同的模擬濾波器中經(jīng)典濾波器有butterworth 和 chebyshev 。其中，butterworth 濾波器特點(diǎn)是通帶處幅值特性平坦，而 chebyshev 濾波器則比前者的截至特性要好，但通帶處的幅值有振蕩。前面提到，對(duì)于

26、數(shù)字濾波器而言，可以采用不同階數(shù)逼近相應(yīng)濾波器，濾波器性能還與濾波器的階數(shù)有關(guān)，一般而言，階數(shù)越高，則逼近越精確，但計(jì)算代價(jià)也隨之上升，所以性能與代價(jià)總需要尋求一個(gè)平衡點(diǎn)。對(duì)性能要求一定的情況下，如果對(duì)頻率截至特性沒(méi)有特殊要求，考慮采用butterworth iir濾波器。因?yàn)?chebeshev 濾波器的波紋可能大多數(shù)情況下不能忍受。濾波器的性能指標(biāo)還有一個(gè)精度效能的概念。精度效能是一相對(duì)概念，是指濾波器輸出的精度相對(duì)參與濾波的備傳感器精度提高的程度。 一般在研究過(guò)程中可得到三個(gè)向量： 即時(shí)刻的濾波器狀態(tài)估計(jì)向量， 參與濾波的傳感器的量測(cè)向量和高精度量測(cè)傳感器的量測(cè)向量。 在濾波過(guò)程中，會(huì)獲得濾波和量測(cè)的誤差。誤差具有隨機(jī)性， 且與系統(tǒng)誤羞組合在一起，一般不具有正態(tài)分布的性質(zhì)。這是目前通用的判定方法。該法要求誤差具有正態(tài)分布性質(zhì)，為此， 我們把濾波誤差看作是灰色變量， 應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度概念， 來(lái)進(jìn)行濾波精度的評(píng)定。計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)表明，在各種濾波情況下關(guān)聯(lián)度法都能得到滿意的模擬濾波結(jié)果。 三、課題主要內(nèi)容和要求（1）據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，查規(guī)范化表格、圖冊(cè)、得到歸一化無(wú)源lc梯形濾波器的電路和參數(shù)，并歸一化，換算成實(shí)際頻率下的電路參數(shù)； （2）原型無(wú)源lc梯形濾波器作出相應(yīng)的狀態(tài)變