Tow-Thomas二阶节法：高效设计椭圆低通滤波器

本文主要探讨了一种基于Tow-Thomas二阶节的椭圆低通滤波器的设计方法，发表于2012年的太原科技大学学报第33卷第5期。滤波器在通信、电子工程和信号处理等领域扮演着至关重要的角色，特别是对于那些对幅频特性有极高要求的应用，椭圆滤波器因其卓越的性能——通带纹波小、阻带衰减大、过渡带宽窄且所需阶数较少，而备受青睐。 设计方法的核心在于通过以下步骤实现：首先，针对特定的设计指标，使用MATLAB这一强大的数值计算工具来求解满足指标要求的数值传递函数。数值传递函数反映了滤波器的实际频率响应，这对于理解和优化滤波效果至关重要。接下来，利用Tow-Thomas二阶节的电路结构，理论分析其符号传递函数，这是一种简化了设计过程的电路模型，便于分析和调整滤波器参数。 通过将数值传递函数与符号传递函数进行对比，设计者能够找出两者之间的关系，进而推导出电路中各个元件的具体计算公式。这些公式不仅指导了滤波器元件的选择，也保证了设计的精确性。作者提供了实际的设计实例，并借助PSPICE仿真软件对其进行了验证。结果显示，该滤波器在设计要求下表现出优异的性能，证明了这种方法的有效性和实用性。 值得注意的是，这种方法不仅适用于二阶滤波器，而且对于任意阶的椭圆低通滤波器都有很好的通用性，这极大地提高了设计的灵活性和效率。此外，作者任青莲副教授和高文华教授的研究工作还引用了相关领域的文献，如梁国伟和蔡武昌关于流量测量技术的著作，以及李国洪等人关于超声波热量表设计的成果，这些都为滤波器设计提供了更全面的技术支持。 这篇文章不仅介绍了基于Tow-Thomas二阶节的椭圆低通滤波器的设计方法，还展示了其在实际工程中的应用价值，为滤波器设计者提供了一种实用且高效的工具和策略。