用tow—thomas电路设计模拟滤波器的一般方法

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【摘要】滤波器整体来说发展时间较长，由最初的RC电路滤波器到今天的有源滤波器，电路一直朝着更小型、更精确、更低功耗的方向发展。经过长时间的发展，滤波器整体有了一套比较规范的设计方法。而在众多滤波器的实现电路中，tow-thomas电路是一款易于修改滤波器参数且容易实现的电路。整体上来说，模拟滤波器的设计分为两步：（1）确定传输函数H（S）；（2）具体电路实现H（S）。本文将通过实例和简单叙述阐述这一问题。

【关键词】tow-thomas电路；模拟滤波器；设计

一、模拟滤波器

滤波器是一个频率选择的器件，它的功能是让指定频段的信号通过，而对其他部件产生衰减作用。模拟滤波器处理的是模拟信号。理想的滤波器是只让指定信号通过，而其他信号无法通过的，其幅频响应曲线（如图一）。而实际上的滤波器是无法做到这一点的，它只能保证频率响应曲线在一定的范围之内（如图二）。因此在数学上就有多种方法来实现同一滤波器的指标要求，例如巴特沃斯、切比雪夫一型、切比雪夫二型、椭圆滤波器、贝塞尔滤波器等。每一种类型都有其各自的特点（表1）。

二、Tow-Thomas电路形式

四、确定电路参数值

当由低通原型获得实际所需滤波器传输函数之后，对应上文所述tow-thomas电路与传输函数的对应情况，即可获得电路元件值。

如果采用的是其他形式的电路，则需另外研究其电路形式所对应的传输函数，再与所需传输函数相对应。

五、模拟滤波器设计实例

六、实物制作结果

实物制作时，采用OP37运算放大器代替所设计运放，来验证滤波器功能。实际测试中发现信号源的传输线对测试结果有很大影响。以下是某一种情况下的测试结果：

1.中心频率大约100KHz，低截止频率88KHZ，高截止频117KHZ。

2.实物与仿真结果有一定偏差，但滤波的趋势还是能体现出来的。

参考文献

[1]宋寿鹏.数字滤波器设计及工程应用[M].江苏大学出版社，2009.

[2]林春芳.一种双二次型有源带通滤波器的设计与研制[D].2010.

[3]滕健辅.用Tow_Thomas电路设计Bessel带通滤波器的方法[J].天津商学院学报，2005.

[4]obtaining digital bandpass filter coefficients from analog lowpass prototype，A.Rugerio de la Rosa，A.Sanchez-Satana，and D.Baez-Lopez，IEEE.