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1组
RF2KM6-1A，（mod-6A）
3
[带通滤波器]模组
RF2KM6-1A，（mod-6B）
4
示波器
1台
5
50ΩBNC连接线
2条
CA-1、CA-2
6
1MΩBNC连接线
CA-3、CA-4
三、实验理论分析：
（一）滤波器的种类
以信号被滤掉的频率范围来区分，可分为[低通]（Lowpass）、[高通]（Highpass）、[带通]（Bandpass）及[带阻]（Bandstop）四种。
若以滤波器的频率响应来分，则常见的有[巴特渥兹型]（Butter-worth）、[切比雪夫I型]（TchebeshevType-I）、[切比雪夫Ⅱ型]（TchebeshevType-Ⅱ）及[椭圆型]（Elliptic）等，若按使用元件来分，则可分为[有源型]及[无源型]两类。
其中[无源型]又可分为[L-C型]（L-CLumped）及[传输线型]（Transmissionline）。
而[传输线型]以其结构不同又可分为[平行耦合型]（ParallelCoupled）、[交叉指型]（Interdigital）、[梳型]（Comb-line）及[发针型]（Hairpin-line）等等不同结构。
本实验以较常用的[巴特渥兹型]（Butter-worth）、[切比雪夫I型]（TchebeshevType-I）为例，说明其设计方法。
首先了解[Butter-worth]及[TchebeshevType-I]低通滤波器的响应图。
（a）[Butterowrth]
（b）[TchebyshevType]
其中
rp（dB）是[通带纹波]（passbandripple）,
N为元件级数数（orderofelementforlowpassprototype）
ω为截通比（stopband-to-passbandratio），
ω=fc/fx（forlowpass）
=BWp/BWx（forbandpass）
其中
fc是-3dB截止频率（3dBcutofffrequency）
fx是截止频率（stopbandfrequency）
BWp是通带频宽（passbandbandwidth）
BWx是截止频宽（stopbandbandwidth）
Tn（）为[柴比雪夫]多项式（Tchebysheypolynomals）
，
图6-1（a）（b）即是[三级巴特渥兹型]B（3，ω）与三种不同纹波和级数的[切比雪夫型]的截通比响应的比较图。
理论上，在通带内[巴特渥兹型]是无衰减的（Maximunflat），而[切比雪夫型]较同级数的[巴特渥兹型]有较大的衰减量。
实际应用上，除非在通带内要求必须是平坦响应（flatresponse）外，大多允许通带少量的衰减而采用[切比雪夫型]以获得较大的截通效应或减少元件级数。
图6-1（a）[巴特渥兹型]与[切比雪夫型]通带响应比较图
图6-1（b）[巴特渥兹型]与[切比雪夫型]截通带响应比较图
其中
B（3，ω）是指[三级巴特渥兹型]的衰减响应
T（0.25，3，ω）是指纹波为0.25dB的[三级切比雪夫型]的衰减响应
T（0.5，5，ω）是指纹波为0.5dB的[五级切比雪夫型]的衰减响应
T（1，7，ω）是指纹波为1dB的[七级切比雪夫型]的衰减响应
（二）[低通滤波器]设计方法：
（A）[巴特渥兹型]（ButterworthLowpassFilter）
步骤一：
决定规格。
电路阻抗（Impedance）：
Z0（ohm）
截止频率（CutoffFrequency）：
fc（Hz）
截通频率（StopbandFrequency）：
通带衰减量
阻带衰减量
步骤二：
计算元件级数（Orderofelements,N）.
N取最接近的整数
步骤三：
计算原型元件值（PrototypeElementValues，gK）。
步骤四：
先选择[串L并C型]或[并C串L型]，再依据公式计算实际电感电容值。
（a）[串L并C型]
（b）[并C串L型]
（B）[切比雪夫I型]（TchebyshevType-ILowpassFilter）
电路阻抗（Impedance）:
Zo（ohm）
截止频率（CutoffFrequency）:
fc（Hz）
阻带频率（StopbandFrequency）:
fx（Hz）
通带纹波量（MaximumRippleatpassband）:
rp（dB）
阻带衰减量（MinimumAttenuationatstopband）:
Ax（dB）
，其中
N取最接近的奇整数。
采用奇整数是为了避免[切比雪夫低通原型]在偶数级时，其输入与输出阻抗不相等。
计算原型元件值（PrototypeElementValues,gk）。
（b）[并C串L型]
（二）[带通滤波器]设计方法：
上通带频率（upperpassbandedgefrequency）:
fPU（Hz）
下通带频率（lowerpassbandedgefrequency）:
fPL（Hz）
上截止频率（upperstopbandedgefrequency）:
fXU（Hz）
下截止频率（lowerstopbandedgefrequency）:
fXL（Hz）
通带衰减量（MaximumAttenuationatpassband）:
AP（dB）
AX（dB）
计算元件级数（Orderofelements,N）。
（1）[巴特渥兹型]（Butter-worth）
，N取最接近的整数.
（2）[切比雪夫I型]（TchebeshevType）
，N取最接近的奇整数
计算[低通原型]元件值（PrototypeElementValues,gk），其公式如前所示。
并选择[串L并C型]或[并C串L型]，计算出实际电容（Cp）、（Ls）值。
（a）[串L并C型]
计算[带通原型]元件变换值。
由[低通原型]实际元件值依据下列变换对照表计算出[带通原型]实际元件值，并用[带通原型]变换电器取代[低通原型]电路元件，以完成带通电路结构。
[低通原型]
电路元件
[带通原型]
变换电路
变换公式
电容
电感
图6-1（a）N=5[串L并C型]低通滤波器电路原型
图6-1（a）N=5[并C串L型]低通滤波器电路原型
图6-1（c）N=5[串L并C型]带通滤波器电路原型
图6-1（d）N=5[并C串L型]带通滤波器电路原型
四。
、设计实例：
（一）设计一个衰减为3dB，截止频率为75MHz的[切比雪夫型1dB纹波]LC低通滤波器（Zo=50ohm），并且要求该滤波器在100MHz至少有20dB的衰减。
解：
Zo=50ohm
fc=75MHz
截通频率（StopbandFrequency）:
fx=100MHz
通带衰减量（Max.Attenuationatcutofffrequency）:
Ap=3dB
阻带衰减量（Min.Attenuationatstopbandfrequency）:
Ax=20dB
计算元件级数（Orderofelements,N）
。
N取最接近的整数.N=5
计算原型元件值（PrototypeElementValues,gk）。
g1
g2
g3
g4
g5
2.2072
1.1279
3.1025
选择[并C串L型]。
C1
C2
C3
C4
C5
理论值
93.658pF
119.67nH
131.65pF
采用值
94pF
120nF
132pF
120nH
94pF
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