8阶贝塞尔低通滤波器精确设计及应用

苗汇静，谭博学，徐秀美

（山东理工大学 电气与电子工程学院，山东 淄博 255049）

滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用信号进行抑制或使其衰减的电子装置。随着电子技术和集成电路技术的迅速发展，滤波技术在通信、测量、信号处理、数据采集和实时控制等领域得到了广泛应用。在这些领域的电子部件中，使用较多、技术较复杂、设计工作量较大的是滤波器[1-2]。因传统滤波电路结构和分布参数的限制，存在很多缺点，很难设计出性能优良的滤波器[3]。而巴特沃兹、切比雪夫、椭圆函数滤波器的群延时特性在通带内呈凹形，在使用中必须要进行群延时均衡，需再设计一个网络，增加了电路的复杂程度[4]。为此本文提出了一种贝塞尔滤波器精确设计方法，以8阶低通滤波器为例，介绍了利用Bessel函数和美国MAXIM公司滤波器设计软件，精确设计滤波器的方法。该方法借助于Multisim仿真软件及滤波器仿真软件，对滤波器的频率响应和群延时进行了仿真分析，并实际制作了贝塞尔滤波器。

1 高阶贝塞尔滤波器的传输函数和时延函数

贝塞尔滤波器是具有最大平坦的群延时的线性滤波器，在整个通带内具有恒定的群延时，所以在通带上保持了被过滤的信号波形。Bessel传输函数以得到线性相位(即最平坦延时)为目标，其阶跃响应没有过冲或振铃，冲击响应没有振荡特性，但其频率响应比同阶的巴特沃兹滤波器和切比雪夫滤波器要差，所以为了得到较好的频率响应，必须使用高阶贝塞尔滤波器。……