文档介绍：前言
人类正在进入信息时代,信号处理与滤波器设计是信息科学技术领域中一个不可或缺的重要内容。然而半个世纪以来,滤波器的设计的基本理论一直没有改变,现有的技术都只支持一种滤波器实现方法,像无源LRC滤波器、有源RC滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器,从指标要求到实际设计的第一步,,。由此而产生的设计理论导致了滤波器设计的初始设计的方程化;把给定的指标转化为S域或z域的传递函数,或转化为 LC滤波器结构。进行到这一步时,设计者可以选择滤波器类型,如切比雪夫滤波器,巴特沃思滤波器,椭圆滤波器或其他类型。选择什么类型有以下因素决定:滤波器阶数决定、群延迟、带内波纹、带边选择性,易于调试性及其它一些相关要求。
切比雪夫低频滤波器是一种二端口网络。它具有选择频率的特性,即可以让某些低频信号顺利通过,而对其它频率则加以阻拦,目前由于在雷达、微波、通讯等部门,多频率工作越来越普遍,对分隔频率的要求也相应提高;所以需用大量的切比雪夫低频滤波器。
我们设计的切比雪夫低频滤波器对低于10KHz的交流信号没有衰减作用,而对高于10KHz的交流信号有明显的衰减作用。切比雪夫低频滤波器的相关产品市面上已经非常的多,对于自己设计的这个电子产品也自知有许多的不足,但能首次设计自己的产品,并能在实现相同功能的基础上节约成本也是非常有意义的,还有助于提高自己的动手能力,丰富课余生活。

设计要求
完成电路设计;学习使用计算机画电路图;学会使用PROTEL软件画电路图,制作PCB板;还要学会使用Tina,Multisim等仿真软件,用Multisim仿真软件在电脑上做仿真实验,并能根据实验结果作出相应的分析。最后绘制原理图和仿真出输入输出曲线图及频率响应曲线图,并把仿真结果以报告的形式做出来。

1) 滤波器是对输入信号的频率具有选择的的一个二端口网络,它允许某些频率次(通常是某个频率范围)的信号通过,而其他频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无源滤波器,也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。
根据频幅特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同,滤波器可以分为低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器和带阻滤波器四种。从实现方法上可以分为FIR,IIR滤波器。
2)切比雪夫滤波器:是在通带或阻带上频率响应幅度等波纹波动的滤波器。切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小,但是在通频带内有幅度波动。这种滤波器来自切比雪夫多项式,因此得名。

实现原理
采用切比雪夫多项式来逼近所希望的。切比雪夫滤波器的在通带范围内是等幅起伏的,所以在同样的通常内衰减要求下,其阶数较巴特沃兹滤波器要小。
切比雪夫滤波器的振幅平方函数为
…………(1)式中
    Ωc—有效通带截止频率
    —与通带波纹有关的参量, 大,波纹大 0< <1
    VN(x)—N阶切比雪夫多项式
…………(2)
|x|≤1时,|VN(x)|≤1
|x|>1时, |x|↗, VN(x)↗
    切比雪夫滤波器的振幅平方特性如图所示,通带内, 的变化范围为1(max) →(min)
时,|x|>1,随↗, →0 (迅速趋于零)
当=0时,
…………(3)
N为偶数,cos2( )=1,得到min,
······(4)
N为奇数,cos2( ,得到max,
…………(5)
图(1) 切比雪夫滤波器的振幅平方特性
相关参数的确定:
    a、通带截止频率: 预先给定
   
b、与通带波纹有关的参数,通带波纹表示成
…………(6)
    所以, ,
    给定通带波纹值分贝数后,可求得。
    c、阶数N:由阻带的边界条件确定。、A2为事先给定的边界条件,即在阻带中的频率点处,要求滤波器频响衰减到1/A2以上。
…………(7)
…………(8)
    因此,要求阻带边界频率处衰减越大,要求N也越大,参数N, 给定后,查阅有关模拟滤波器手册,就可求得系统函数Ha(s)。

:
通带内:f≤fp=10kHz 衰减量:Ap= [ p≤10%]
通带外:f≥fs=20kHz 衰减量:As=30db
阻抗匹配:R1=R2=R0=600
:
①由求:。
=20/10=2。
②求阶数 n:
因此阶数取n=5.
③求实际截止频率
所以
④求辅助系数
⑤求元件系数Dm.
由于
所以。
即;
。
⑥