巴特沃斯高通滤波器的优化设计与仿真实现

姚林杰，王耀斌，蒋 伟

（株洲宏达电子股份有限公司，湖南株洲 412011）

0 引言

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，且极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析［1-2］。滤波器可广泛应用于工业、商业和机关团体的配电网中，在人们日常生活中有着不可替代的作用。

滤波器作为一个系统的重要元器件，它的优劣会影响着整个系统的功能和质量［3］。早期的滤波器主要是由无源元件电容、电感和电阻组成的滤波电路。自20 世纪60年代以来，随着集成运放的发展，由集成运放、电容、电阻组成的有源滤波电路得到广泛应用，相比于无源滤波电路，有源滤波电路有着不用电感、体积小、重量轻的优点，所以有源滤波器在几十年间得到了快速发展［4］。

目前，相比于低通滤波器，高通滤波器的探讨与研究较少。开关电容式专用滤波芯片等器件的出现使得高通滤波器的实际应用成为现实［6］。然而，由于其电路存在噪声等因素，会对滤波器的滤波效果产生负面影响。因此，对RC有源高通滤波器进行优化设计的相关研究具有一定的工程应用价值［2］。

本文提出了一种四阶RC 有源巴特沃斯高通滤波器的设计方法，该方法在确定电容和增益的基础上先设计出二阶高通滤波器，然后在此基础上利用低通滤波器与高通滤波器之间的频率转换函数设计四阶巴特沃斯高通滤波器。该设计方法不仅可以使二阶滤波电路系统取得最佳阻尼系数，同时它的网络元器件参数也较易选择。……