仪器(Multisim10 FilterLab Matlab ADS2008)基础工程训练报告

仪器开发基础训练报告

学院：自动化学院 班级：研1104 姓名：陈** 学号：S20118165

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目录

1FilterLab关于带通滤波器的设计 ................................................................................................. 3

1.1Filterlab简介 ....................................................................................................................... 3 1.2用FilterLab设计低通滤波器 ............................................................................................ 3

1.2.1选择巴特沃斯带通滤波器 ...................................................................................... 3 1.2.2选择高通加低通滤波器组合 .................................................................................. 4

2 Multisim10关于滤波器的设计 ................................................................................................. 9

2.1 Multisim10的简介 ............................................................................................................. 9 2.2 一阶低通滤波器的分析 .................................................................................................. 10

2.2.1一阶系统的幅频频响测试 .................................................................................... 11 2.2.2二阶有源低通滤波电路的设计分析 .................................................................... 12 2.3应用Multisim10滤波器设计向导进行滤波器的定制 .................................................. 13 3 应用Matlab进行滤波器的有关设计 ....................................................................................... 17

3.1Matlab的简介 ................................................................................................................... 17 3.2 FDATool界面设计 ........................................................................................................... 18

3.2.1FDATool界面简介 ................................................................................................. 18 3.2.2 带通滤波器设计实例 ........................................................................................... 19 3.3 IIR滤波器的设计工具箱简介 ........................................................................................ 20 3.4 FIR滤波器的设计工具箱简介 ........................................................................................ 21 4微带滤波器的设计（ADS） ...................................................................................................... 28

4.1ADS射频电路设计软件简介 ........................................................................................... 28 4.2微带带通滤波器的原理图设计 ....................................................................................... 28

4.1.1微带带通滤波器的设计指标 ................................................................................ 28 4.2.2微带带通滤波器的电路设计 ................................................................................ 29 4.2.3微带带通滤波器原理图仿真 ................................................................................ 31 4.3微带带通滤波器的版图生成 ........................................................................................... 32 总结 ................................................................................................................................................ 36 参考文献：..................................................................................................................................... 37

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1FilterLab关于带通滤波器的设计

1.1Filterlab简介

FilterLab 软件是Microchip 公司专为单片机应用而开发的低通滤波器计算机辅助设计软件，资源开放又简单易学。

FilterLab提供滤波电路原理图，并标有全部元件参数和显示频率响应曲线图。可进行最多8阶的低通滤波器设计，在0.1Hz到10MHz的频带内观察Chebyshev, Bessel或Butterworth响应。

用户能选择一个平缓的通频带，或尖锐的转折(如最小波纹因子，拐点和线性相位延迟)。一旦滤波器响应被确定，FilterLab生成频率响应和电路。为得到最大的设计灵活性，可改变电容器的值来达到应用的需求，FilterLab将从新计算全部值来符合期望的响应。

FilterLab也可生成一个滤波器设计的SPICE模型，该模型允许在SPICE模拟中进行时域分析，简化设计进程。

其实低频的有源滤波器电路到是没什么复杂的，最麻烦的是计算，而此工具能很好的帮你解决计算问题，而且能直观地看到频率与相位特性。

1.2用FilterLab设计低通滤波器

要求：设计2kHz至20kHz的带通滤波器。

1.2.1选择巴特沃斯带通滤波器

巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。该响应非常平坦，非常接近DC信号，然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB，最终逼近-20ndB/decade的衰减率，其中n为滤波器的阶数。巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。

首先选择巴特沃斯带通滤波器，如图。

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图1.1 滤波器参数选择界面

设计滤波器参数；

图1.2 参数设置界面

出现的现象

图1.3错误提示

设置的通带FP1为2hz FP22460hz 因为提示上限与下限之差必须在1.23至5.82之间。所以直接使用本软件设计符合任务要求的带通滤波器不可行，需要采用其它方法。

1.2.2选择高通加低通滤波器组合

由于原定的通过带通滤波器设计向导设计滤波器的方案，在该软件上无法实现，所以采取先设计截止频率为2khz的高通滤波器，然后再设计截止频率为20khz的低通滤波器，最后将两滤波器串联的方法来完成目标。

设计过程:

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（1）首先设计截止频率为2kHz的高通滤波器. 选择滤波器类型，这里选择切比雪夫高通滤波器。

图1.4滤波器类别选择

选择高通滤波器参数，这里为了防止高通滤波器与低通滤波器串联时总体阶数过高，选择阶数较低的2阶滤波器。

图1.5滤波器阶数选择

生成仿真结果如下图：

图1.7高通电路仿真结果

查看最后的电路原理图如图：

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XBP1INOUT715R161k|?V11 Vrms 10kHz 0?? 1R32R22k|?0U16324C11nF 3LF356BN6.8k|? 图2.1一阶有源低通滤波电路原理图

2.2.1一阶系统的幅频频响测试

我们用Multisim来绘制一阶系统的幅频特性曲线，在Multisim 8中搭建与图一相同的电路，并调用Bode plotter仿真电路的通频带，将波特图仪的垂直轴的初始值的终值分别设为-100dB和50dB，水平轴的初始值和终值分别设为1mHz和200GHz。启动仿真，得到如下仿真图2.2所示。

图2.2一阶有源低通滤波电路仿真Bode图

从Bode图可知，该一阶低通有源滤波器的上线截至频率为158.218kHz。从上图可以看出一阶低通滤波器电路虽然可以滤掉较高的频率的输入信号，但是其滤波性能不是很好。发生在高频段衰减的斜率不是很大，衰减程度比较缓慢。为解决此问题我们采用二阶有源低通滤波电路来滤除高频成分。

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图2.3一阶有源低通滤波电路仿真Bode图

图2.4Grapher View里的视图

2.2.2二阶有源低通滤波电路的设计分析

建立二阶有源低通滤波器的仿真电路如下图2.5所示。

XBP1INOUT07152V1R11k|?1R41k|?U1633241 Vrms 10kHz 0?? LF356BNC11nF C21nF 0R22k|?4R36.8k|?5

图2.5一阶有源低通滤波电路原理图

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可以看出：二阶有源低通滤波电路的幅频响应特性曲线的下降程度是一阶有源低通滤波电路的2倍。根据就算可知二阶有源低通滤波电路以-40dB/10倍频的幅度下降，其特性更好，Bode图如图2.6所示。

图2.6一阶有源低通滤波电路仿真Bode图

2.3应用Multisim10滤波器设计向导进行滤波器的定制

任务：通过滤波器设计向导定制一个通带在2kHz至20kHz的带通滤波器。 单击Multisim10的Tools/Circuit Wazird/Filter Wizard,弹出如图所示的滤波器创建向导对话框。其中给出了滤波器电路综合所需的主要参数。

Type：设置滤波器的类型。有Low Pass Filter （低通滤波器）、High Pass Filter（高通滤波器）、Band Pass Filter（带通滤波器）、Band Reject Filter（带阻滤波器）四种类型，我在此选择的是Band Pass Filter（带通滤波器）。

对于带通滤波器而言，在设计和综合过程当中，有6个技术指标最为重要。它们分别是：

Low End Pass Freq：最小通带截止频率。 Low End Stop Freq：最小阻带截止频率。 High End Pass Freq：最大通带截止频率。

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High End Stop Freq：最大阻带截止频率。

Pass Band Gain：通带内所能容许的最大衰减。设为-3。 Stop Band Gain：阻带应该达到的最小衰减。设为-30。

设置参数如下图所示，另外我选择Chebyshev（切比雪夫滤波器）。 Topology：设置所定制的滤波器是有源的（Active）还是无源的（Passive），我选择的是无源的（Passive）。

Source Impedance：设置滤波器的源阻抗范围，集体数值通过源阻抗和负载电阻的倍数来确定。

Default Setting：用于恢复滤波器设计向导对话框中的哥参数为默认值。 Build Circuit：用于启动滤波器的电路创建。Verify按钮用于检验用户指定创建的滤波器的各个参数值是否正确合理。

本设计是设计一个切比雪夫滤波器， Low End Pass Freq：设为2KHz。 Low End Stop Freq：设为1 KHz。 High End Pass Freq：设为20KHz。 High End Stop Freq：设为30KHz。 Pass Band Gain：设为-3。 Stop Band Gain：设为-25。 设置电阻为100，电容为1uf。

图2.7滤波器设计向导

然后点击Verify，图中弹出Calculation was successfully completed字样，说明可以立即创建滤波器电路；否则继续完善参数。本次设计在一开始就出现了设置频率过大的问题。然后点击Build Circuit按钮启动滤波器的创建，随着进度条的推进，在Multisim10的电路窗口中出现了随鼠标移动的示波器电路的虚影。

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单击鼠标，完成示波器电路的放置。所创建的电路如图所示。

图2.8向导创建的无源带通滤波器

接下来使用仿真工具，进行仿真，将信号源、波特图仪连接到电路中，如图2.9所示

图2.9低通滤波器仿真电路

图2.10无源带通滤波器的Bode图

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通过对波特图的分析发现，该设计的带通滤波器基本满足了带宽要求，可以使用。

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3 应用Matlab进行滤波器的有关设计

3.1Matlab的简介

MATLAB仿真软件是电子电路计算机仿真设计与分析的基础。它用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。

MATLAB的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。

MATLAB具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。它可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字、电路、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。

本部分利用Matlab信号处理工具箱进行FIR滤波器设计的两种方法：FDATool设计法和程序设计法，给出了较为详细的设计步骤，给出了设计结果的Bode图。

数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据起单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。与IIR滤波器比较，FIR的实现是非递归的，总是稳定的，更重要的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特性。因此，他在高保真的信号处理，例如数字音频、图像处理、数据传输、生物制药等领域得到广泛的应用。

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3.2 FDATool界面设计

3.2.1FDATool界面简介

FDATool（Filter Design & Analysis Tool）是MATLAB信号处理工具箱里专用的滤波器设计分析工具，MATLAB6.0以上的版本还专门增加了滤波器设计工具箱（Filter Design Toolbox）。FDATool可以设计几乎所有的基本的常规滤波器，包括FIR和IIR的各种设计方法。它操作简单，方便灵活。在MATLAB命令窗口输入FDATool后回车就会弹出FDATool界面。

FDATool界面总共分两大部分，一部分是Design Filter，在界面的下半部，用来设置滤波器的设计参数，另一部分则是特性区，在界面的上半部分，用来显示滤波器的各种特性。Design Filter部分主要分为：Filter Type（滤波器类型）选项，包括Lowpass（低通）、Highpass（高通）、Bandpass（带通）、Bandstop（带阻）和特殊的FIR滤波器。Design Method（设计方法）选项，包括IIR滤波器的Butterworth（巴特沃思）法、Chebyshev Type I（切比雪夫I型）法、 Chebyshev Type II（切比雪夫II型） 法、Elliptic（椭圆滤波器）法和FIR滤波器的Equiripple法、Least-Squares（最小乘方）法、Window（窗函数）法。

Filter Order（滤波器阶数）选项，定义滤波器的阶数，包括Specify Order（指定阶数）和Minimum Order（最小阶数）。在Specify Order中填入所要设计的滤波器的阶数（N阶滤波器，Specify Order＝N-1），如果选择Minimum Order则MATLAB根据所选择的滤波器类型自动使用最小阶数。

Frenquency Specifications选项，可以详细定义频带的各参数，包括采样频率Fs和频带的截止频率。它的具体选项由Filter Type选项和Design Method选项决定，例如Bandpass（带通）滤波器需要定义Fstop1（下阻带截止频率）、Fpass1（通带下限截止频率）、Fpass2（通带上限截止频率）、Fstop2（上阻带截止频率），而Lowpass（低通）滤波器只需要定义Fstop1、Fpass1。采用窗函数设计滤波器时，由于过渡带是由窗函数的类型和阶数所决定的，所以只需要定义通带截止频率，而不必定义阻带参数。

Magnitude Specifications选项，可以定义幅值衰减的情况。例如设计带通滤波器时，可以定义Wstop1（频率Fstop1处的幅值衰减）、Wpass（通带范围内的幅值衰减）、Wstop2（频率Fstop2处的幅值衰减）。当采用窗函数设计时，通带

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截止频率处的幅值衰减固定为6db，所以不必定义。

Window Specifications选项，当选取采用窗函数设计时，该选项可定义，它包含了各种窗函数。

数字滤波器的设计主要经过三步：确定指标、逼近和实现。

3.2.2 带通滤波器设计实例

参数要求：设计一2kHz—20kHz的模拟低通滤波器。

首先在Filter Type中选择Bandpass（带通滤波器）；在Design Method选项中选择IIR Window（IIR滤波器窗函数法），然后在设计种类窗口选择IIR---切比雪夫Ⅰ型，在滤波器阶数窗口选择自动生成最小阶的滤波器；在频段参数输入界面，输入通带2khz至20khz的参数，并且将过渡带选取为较为合适的宽度，最后采样的Fs必须大于等于最大阻带截止频率的2倍，所以Fs选择为42000hz，在幅值变化上选取阻带1衰减60db，通带衰减3db，阻带2衰减80db。图3.1设置参数，设置完以后点击Design Filter即可得到所设计的IIR滤波器。通过菜单选项Analysis可以在特性区看到所设计滤波器的幅频响应、相频响应、零极点配置和滤波器系数等各种特性。设计完成后将结果保存为FDATool.fda文件。

图3.1FDATool.fda文件

在设计过程中，可以对比滤波器幅频相频特性和设计要求，随时调整参数和滤波器类型，以便得到最佳效果。其它类型的FIR滤波器和IIR滤波器也都可以使用FDATool来设计。

在

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中按 （Phase

Response）。 Phase Response

图3.2滤波器幅频和相频响应（特性区）

与其他高级语言的程序设计相比,MA TLAB环境下可以更方便、快捷地设计出具有严格线性相位的FIR 滤波器,节省大量的编程时间,提高编程效率,且参数的修改也十分方便. 还可以进一步进行优化设计, MA TLAB在数字滤波器技术中必将发挥更大的作用。

3.3 IIR滤波器的设计工具箱简介

1、巴特沃斯IIR滤波器的设计工具箱

在MATLAB下，设计巴特沃斯IIR滤波器可使用butter函数。

Butter函数可设计低通、高通、带通和带阻的数字和模拟IIR滤波器，其特性为使通带内的幅度响应最大限度地平坦，但同时损失截止频率处的下降斜度。在期望通带平滑的情况下，可使用butter函数。

butter函数的用法为： [b,a]=butter(n,Wn,/ftype/)

其中n代表滤波器阶数，Wn代表滤波器的截止频率，这两个参数可使用buttord函数来确定。buttord函数可在给定滤波器性能的情况下，求出巴特沃斯滤波器的最小阶数n，同时给出对应的截止频率Wn。buttord函数的用法为：

[n,Wn]= buttord(Wp,Ws,Rp,Rs)

其中Wp和Ws分别是通带和阻带的拐角频率（截止频率），其取值范围为0

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至1之间。当其值为1时代表采样频率的一半。Rp和Rs分别是通带和阻带区的波纹系数。

不同类型（高通、低通、带通和带阻）滤波器对应的Wp和Ws值遵循以下规则：

1．高通滤波器：Wp和Ws为一元矢量且Wp>Ws； 2．低通滤波器：Wp和Ws为一元矢量且Wp

3．带通滤波器：Wp和Ws为二元矢量且Wp

4．带阻滤波器：Wp和Ws为二元矢量且Wp>Ws，如Wp=[0.1,0.8],Ws=[0.2,0.7]。

2、契比雪夫I型IIR滤波器的设计

在期望通带下降斜率大的场合，应使用椭圆滤波器或契比雪夫滤波器。在MATLAB下可使用cheby1函数设计出契比雪夫I型IIR滤波器。

cheby1函数可设计低通、高通、带通和带阻契比雪夫I型滤IIR波器，其通带内为等波纹，阻带内为单调。契比雪夫I型的下降斜度比II型大，但其代价是通带内波纹较大。

cheby1函数的用法为： [b,a]=cheby1(n,Rp,Wn,/ftype/)

在使用cheby1函数设计IIR滤波器之前，可使用cheblord函数求出滤波器阶数n和截止频率Wn。cheblord函数可在给定滤波器性能的情况下，选择契比雪夫I型滤波器的最小阶和截止频率Wn。

cheblord函数的用法为： [n,Wn]=cheblord(Wp,Ws,Rp,Rs)

其中Wp和Ws分别是通带和阻带的拐角频率（截止频率），其取值范围为0至1之间。当其值为1时代表采样频率的一半。Rp和Rs分别是通带和阻带区的波纹系数。

3.4 FIR滤波器的设计工具箱简介

1、firl

功能：基于窗口函数的FIR（有限冲激响应）滤波器的设计——标准频率响应。

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格式：

b=fir1(n,Wn)

b=fir1(n,Wn,’ftype’)

b=fir1(n,Wn,Window) b=fir1(n,Wn, ’ftype’, Window)

说明：fir1函数以经典方法实现加窗线性相位FIR数字滤波器设计，它

可以设计出标准的低通、带通、高通和带阻滤波器（具有任意频率响应的加窗滤波器由fir2函数设计）。

b=fir1(n,Wn)可以得到n阶低通FIR滤波器，滤波系数包含在b中，

b=fir1(n,Wn,’ftype’)可以设计高通和带阻滤波器，由ftype决定：

当ftype=high时，设计高通滤波器。 当ftype=stop时，设计带阻滤波器。

b=fir1(n,Wn,Window)利用矢量Window中指定的窗函数进行滤波器的设计，Window长度n+1。如果不指定Window参数，则fir1函数采用Hamming窗。

例1：函数设计34阶高通FIR滤波器，截至频率为0.48，并使用具有30dB波纹的Chebyshev窗，其程序如下：

Window=chebwin（35，30）；

b=fir1（34，0.48，‘high’，Window）； freqz（b，1，512）

这时得到如图所示的高通滤波器特性。

图3.4 高通滤波器特性

2、fir2

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功能：基于窗体函数的FIR滤波器设计——任意频率响应 格式： b=fir2（n,f,m） b=fir2（n,f,m,Window） b=fir2（n,f,m,npt） b=fir2（n,f,m,npt,Window） b=fir2（n,f,m,npt,lap） b=fir2（n,f,m,npt,lap,Window）

说明：fir2函数可以用于设计具有任意频率响应的加窗数字FIR滤波器。 b=fir2（n,f,m）可以设计出n阶的FIR滤波器，起特性的频率响应有矢量f和m决定。

b=fir2（n,f,m,Window）中的Window和在fir里定义的一样。

b=fir2（n,f,m,npt）格式中，可利用参数npt指定fir2对频率响应进行内插的点数。

例2：设计一30阶的低通FIR滤波器，使之与期望频率特性相近。起程序如下：

f=[0 0.6 0.6 1]; m=[1 1 0 0]; b=fir2(30,f,m); [h,w]=freqz(b,1,128); plot(f,m,w/pi,abs(h))

图3.5 低通滤波器特性

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3、firls

功能：最小二乘线性相位FIR滤波器设计 格式： b=firls（n,f,m） b=firls（n,f,m, w） b=firls（n,f,m,‘ftype’） b=firls（n,f,m,w,‘ftype’）

说明：firls函数设计出的线性相位FIR滤波器，可使指定频段的理想分段线性函数与滤波器幅度响应之间的误差平方和最小。

例3：设计一24阶的反对称滤波器，使具有分段线性通带。起程序如下： f=[0 .3 .4 .6 .7 .9]; m=[0 1 0 0 0.5 0.5]; b=firls(24,f,m,'hilbert') for i=1:2:6

plot([f(i) f(i+1)],[m(i) m(i+1)],'--'),hold on end

[h,f]=freqz(b,1,512,2); plot(f,abs(h)) grid

图3.6 反对称滤波器特性

4、intfilt

功能：内插FIR滤波器设计。

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格式：

b=intfilt(r,l,alpha) b=intfilt(r,n,’Lagrange’)

说明： b=intfilt(r,l,alpha)可以设计出线性相位的FIR滤波器，他特别适用于对每r个样本交替出现r-1个零点的序列进行滤波，利用最近的2l-1个非零样本并假设原来的带宽为α*fn（Nyquist频率）时，滤波器可以实现理想的带限内插。所设计的滤波器非常适合于interp函数采用。

5、remez

功能：Parks-McClellan最优FIR滤波器设计。 格式： b=remez(n,f,m) b=remez(n,f,m,w) b=remez(n,f,m,’ftype’) b=remez(n,f,m,w,’ftype’)

说明：remez函数设计出采用Parks-McClellan算法的线性相位FIR滤波器，Parks-McClellan算法使用了Remez交换算法和Chebyshev逼近理论，以设计出期望和实际频率响应之间的最优拟合的滤波器，这种滤波器是在使用期望频率响应和实际频率响应之间的最大误差最小的情况下最优。以这种方法设计的滤波器在频率响应上显现出等波纹，因此有时也称为等波纹滤波器。

例4：设计一17阶的Parks-McClellan带通滤波器，并画出期望的幅频曲线和实际的幅频曲线。其程序如下：

f=[0 0.3 0.4 0.6 0.7 1]; m=[0 0 1 1 0 0]; b=remez(17,f,m); [h,w]=freqz(b,1,512); plot (f,m,w/pi,abs(h))

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图3.7 带通滤波器特性

6、remezord

功能：Parks-McClellan最优FIR滤波器阶估计。 格式：

[n,fo,mo,w]=remezord(f,m,dev) [n,fo,mo,w]=remezord(f,m,dev,fs)

说明：remezord函数可为remez函数选择滤波器的阶。给定频域中的性能指标，remezord可产生近似满足指标的最小阶。

[n,fo,mo,w]=remezord(f,m,dev)可找出近似的阶n、归一化频带边界fo、频率内幅值mo及加权矢量w，使用remez函数构成的滤波器满足f、m及dev指定的性能要求。其中f和m用来指示频段及相位的幅值，这与firls函数类似，但应注意一点，f中省去了0和1这两点，即length（f）=2*length（m）-2

dev用指定个频段允许的偏差。

[n,fo,mo,w]=remezord(f,m,dev,fs)可指定取样频率Fs，如果缺省Fs，则默认为2Hz。

例5：设计一最小阶的低通滤波器，通带截至频率为500Hz，阻带截至频率为600Hz（取样频率为2000Hz），通带波纹小于3dB，阻带低于40dB。起程序如下：

Rp=3;Rs=40; Fs=2000;f=[500 600]; m=[1 0];

dev=[(10^(Rp/20)-1)/(10^(Rp/20)+1) 10^(-Rs/20)];

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[n,fo,mo,w]=remezord(f,m,dev,Fs); b=remez(n+1,fo,mo,w); [h,f]=freqz(b,1,1024,Fs); plot(f,20*log10(abs(h)))

图3.8 低通滤波器特性

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4微带滤波器的设计（ADS）

4.1ADS射频电路设计软件简介

ADS2008是Agilent公司2008年推出新版本的EDA软件。ADS经过多年的发展，仿真功能和仿真手段日趋完善，最大特点是集成了从IC级到电路级直至系统级的仿真模块。它内含基于矩量法Momentum的电磁仿真模块，ADS Momentum是一种对3D进行简化的的2.5D电磁场仿真器，非常适合第3维度上均匀变化的结构仿真，若PCB板级仿真设计、无源板级器件的设计、RFIC、MMIC和LTCC等。起仿真速度极快，同时保证和主流3D电磁仿真软件相当的精度。

此外，Agilent公司还和各大元器件厂商广泛合作并提供最新的Design Kit给用户使用。使用户可以在第一时间得到最新的设计资源。同时，Agilent公司利用自身优势，在软件与测试仪器的结合上有着其他软件无法比拟的优势，极大的提高设计的效率。Agilent公司在2008中增加了基于有限元算法的3D电磁场仿真器——EMDS，大大提高了软件的3D仿真能力。ADS2008能与许多著名的EDA软件进行协同仿真，并且ADS layout能够与主流的CDA软件相互导入和导出版图。

4.2微带带通滤波器的原理图设计

用微带或带状线实现低通滤波器的一种相对容易的方法是用很高和很低特征阻抗的传输线交替排列的结构。这种滤波器通常称为阶跃阻抗（stepped-impedance）或高Z-低滤波器，由于它的结构紧凑且较容易设计，因此比较流行。

4.1.1微带带通滤波器的设计指标

中心频率：G0=2.5GHz; 带宽=50MHz；

滤波器使用的基板参数是：

Er为介电常数，设置为9.8,H为电路板厚度，设置为1.27mm,此时基板上的

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50ohm阻抗传输线的宽大概为1.22mm，Mur为渗透性系数，设置为1，Cond是介质板上面金属层电导率，如果是铜的话，电导率就取5.78e6，T为金属层厚度。

4.2.2微带带通滤波器的电路设计

设计的微带低通滤波器的如图4.1所示。

打开ADS2008，新建一个工程，命名Filter，保存。在打开的schematic窗口点击【File】【New project】，保存为Filter。

图4.1 schematic面板

选择“Tline-Microstrip”元件面板列表，并选择5个和6个添加到原

理图中，并将它们连接成图4.1形式并按照表一和表二的数值参数设定电路元件参数。 微带线 W(mm) L(mm) TL1 1.28 11.44 TL 2 0.888 11.8 TL 3 3.256 10.96 2 1.13597 1.32870 11.45105 TL4 1.28 5.0 TL5 TL6 TL7 9.62883 7.81632 3.77657 7.87185 10.62112 23.2674 4 1.22529 1.33174 11.84308 5 1.05752 1.08437 11.65398 耦合微带线 W(mm) S(mm) L(mm) 1 1.07662 1.08437 10.28766 3 1.40181 1.27819 12.02775 表 传输线参数 耦合微带线参数

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图4.2微 带带通滤波器电路

设置参数：选择“Tline-Microstrip”元件面板列表中的微带参数控件照图4.2进行设置。

，按

图4.3 MSub参数设置

选择两个终端负载Term放置在滤波器的两个端口上。 （2）单击工具栏中的连接接好电路原理图。

图标，在电路的原理图中插入两个地，并按照所示

图4.4 微带带通滤波器仿真电路

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