滤波器简介及巨霖PowerExpert软件仿真案例分析

时间： 2024-07-18 来源：巨霖科技公众号

技术问答

滤波器的基本概念：

滤波器，作为一种信号处理器件，在电子技术和信号处理领域扮演着至关重要的角色。它能够通过增强或抑制特定频率的信号成分来改变信号的频谱特性。滤波器在各种领域中都有广泛的应用，它主要的作用是对电路中的信号进行滤波，即去除或减弱某些频率范围内的信号，同时保留或增强其他频率范围内的信号。这种频率选择性的特性使得滤波器在去除噪声、干扰和杂波等方面具有显著的效果，从而提高信号的质量和稳定性。

滤波器的分类:

根据频率特性和工作方式，滤波器可以分为几种主要类型：

低通滤波器（Low-pass Filter）：只允许低于某个截止频率的信号通过，高于该频率的信号被阻止。
高通滤波器（High-pass Filter）：只允许高于某个截止频率的信号通过，低于该频率的信号被阻止。
带通滤波器（Band-pass Filter）：只允许某个频率范围内的信号通过，超出该范围的信号被阻止。
带阻滤波器（Band-stop Filter）：阻止某个频率范围内的信号通过，其他频率的信号可以通过。

此外，滤波器还可以根据其他标准进行分类，如：根据是否需要外部电源可分为无源滤波器和主动滤波器；根据实现方式可分为模拟滤波器和数字滤波器等。

案例搭建

巨霖科技的 PowerExpert 软件中拥有丰富的器件库，在该软件中搭建一个一阶有源低通滤波器如下图所示：

该电路可以看作是RC低通滤波和同相放大电路一起构成，通过公式推导RC低通滤波器可得输入端的传递函数:

由同相放大电路可得通带放大倍数：

则总传递函数H（s）：由于s的方为一次，称之为一阶

通过分析可得该电路理想情况为单极点电路，幅值增益为11，极点及截止频率（cut off frequency）约为159hz。为了获得该电路的频率相应曲线，使用 PowerExpert 的AC仿真模式进行仿真，如下图所示：

在AC仿真的设定中，可以选择多种输出格式（幅值、相位、实部、虚部、20dB)，同时当勾选上Transfer Function，选好电路的输入输出时，也可以直接输出该电路的传递函数，在本仿真中使用十倍频的形式进行频率的扫描。

同时为了更简单的获得电路的波德图，PowerExpert中也添加了GainPhase器件，通过线路连接系统的输入和输出即可获得该电路的波德图

电路仿真结果如下：

从图上可得该电路的3db点（及截止频率为159hz）与公式推导结果一致。

同时PowerExpert中内置拉普传递函数器件，因为滤波器的本质可以用传递函数来描述，所以可以通过拉普拉斯函数器件当作高阶复杂的滤波器来使用：

放置上图电路中的传递函数进行瞬态仿真，结果如下：

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型号- 790-124,248-501,750-815/325-000,750-461,750-464,758-940/001-000,750-463,750-466,750-465,756-3505/050-150,750-468,750-467,750-469,750-487/003-000,790-113,790-114,2759-101/1110-4000,790-115,790-116,790-110,790-352,790-112,2852-7301,750-979/000-013,760-1500,750-979/000-011,750-979/000-012,852-1605,750-8210/040-000,750-451,750-450,750-453,750-452,750-455,750-454,750-457,750-456,790-350,750-459,757-343,750-606/040-000,790-100,768-2201,790-101,750-362/040-000,852-1816,852-1813,790-108,750-1515/040-000,852-1812,750-480,750-482,750-484,750-483,765-1103/100-000,750-486,750-485,750-315/300-000,750-489,750^25/000-001,768-3301,750-471,750-470,750-473,750-472,750-475,750-474,750-477,765-1201/100-000,750-8216/025-001,750-476,750-8216/025-000,750-479,750-478,756-1203/060-020,757-363,762-6301/8000-002,750-402/025-000,750-466/025-000,758-879/000-3102,PFC200 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ADVANCED系列,750-498,765-4203/100-000,750-494/025-001,2759-101/1110-2010,790-300,757-303,790-301,852-9101,790-302,2759-101/1110-2015,750-1491,762-4306/8000-002,763-301,750-508/000-800,750-665/000-001,750-816/300-000,750-624/020-001,750-624/020-002,2759-101/1110-2002,750-1415/040-000,210-719,750-491/000-001,852-1305/000-001,852-1411/000-001,753-501/000-800,210-720,PFC200,762-4204/8000-001,2759-101/1110-2005,765-1503/100-000,762-4206/8000-001,765-1504/100-000,753-429,753-428,753-427,753-432,753-431,753-430,753-436,756-1202/060-050,753-434,753-433,762-5304/8000-002,750-556/000-200,750-468/025-000,852-1280,757-284/000-010,750-662/000-003,753-437,753-440,8003-099/762-5303,757-284/000-005,763 ADVANCED,852-201/107-002,750-504/025-800,756-3503/050-100,753-649,753-406,753-648,753-647,753-405,753-646,753-404,753-409,753-408,753-410,753-652,750-364/040-010,750-585/040-000,753-655,753-412,852-201/107-030,753-411,750-636/025-000,750-8212/040-010,750-616/030-000,787-1012,753-662/000-003,PFC 200系列,750-377/025-000,750-612/040-000,753-418,750-457/025-000,753-415,756-3506/050-100,753-421,787-1007,753-425,757-284/000-025,753-424,765-1501/100-000,753-423,756-1201/060-100,753-422,2851-8202,2851-8201,750-1505,750-1506,750-1501,750-1502,750-1504,750-517/040-000,756-3503/050-150,763-1106,757-244/000-005,2759-2103/271-1000,756-3504/050-050,750-1516,750-1515,763-1108,753-638,753-635,756-1202/060-020,757-244/000-010,750-669/000-003,765-1706/200-000,753-403,753-402,753-401,758-975,753-400,2759-204/261-1000,750-455/040-000,2852-7901,750-493/025-000,753-604,753-603,756-3506/050-150,753-602,765-1203/100-000,756-3504/050-075,765-1101/100-000,759-302,E!DISPLAY 7300T,750-626/040-000,750-513/000-001,753-614,753-620,756-1204/060-200,750-439/040-000,750-617,750-616,763-4750/010-000,765 FIELD系列,750-8102,750-8101,750-8100,750-862,750-404/000-005,750-404/000-003,750-622,750-478/005-000,750-404/000-004,750-621,753-1629/000-001,750-404/000-001,750-624,750-623,750-626,750-606,750-609,756-3501/050-150,750-838/021-000,757-061,757-060,762-6303/8000-002,790-193,750-611,750-610,756-1204/060-020,750-613,750-612,790-190,750-615,790-191,750-614,790-192,765-4201/100-000,750-638,757-463/000-010,2759-1061/651-100,750-882,750-642,750-402,750-885,750-643,750-404,750-645,750-8208/025-000,753-492,750-8208/025-001,750-889,750-628,750-627,757-463/000-005,750-636/000-700,706-7753/304-200,750-832/000-002,750-978/000-011,750-978/000-013,762-5205/8000-001,750-978/000-012,750-469/000-200,750-404/040-003,750-637/000-002,750-637/000-001,750-637/000-004,765-4504/100-000,757-081,750-637/000-003,757

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探究蒙特卡洛仿真分析

蒙特卡洛分析（Monte Carlo Analysis）的起源可以追溯到20世纪40年代，其名称源自摩纳哥的蒙特卡洛赌场。这个方法的核心思想是通过随机抽样和统计学来估计复杂系统的行为和结果。随着计算机技术的发展，蒙特卡洛方法逐渐被应用到更广泛的领域，如电路仿真、金融等。在这些领域中，它用于模拟各种不确定性和复杂情况，从而帮助做出更为可靠的预测和决策。本文巨霖科技对其介绍。

设计经验发布时间 : 2024-10-18

巨霖科技PowerExpert软件——简单易用的自定义变压器仿真

电源设计在现在的硬件产品设计里是绕不开的课题。在前面的文章中，我们已经探讨过几种DCDC转换器，今天我们来探讨另一个低损耗的升降压方案变压器。使用巨霖科技的PowerExpert软件搭建一个简单的自定义变压器，实现仿真，方便产品设计。

应用方案发布时间 : 2024-07-23

贝思科尔（BasiCAE）专注于为国内高科技电子及半导体等行业提供先进的电子/结构设计、仿真分析与设计数据信息化管理的解决方案和咨询服务。贝思科尔同时拥有十多项自主知识产权的软件产品，并于2016年、2019年两次被认定为“国家高新技术企业”。

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巨霖科技SIDesigner批量仿真功能加速设计迭代

在仿真软件中，批量仿真功能可以协助工程师找到较优方案，也可以快速验证原理图在不同使用场景和条件下的鲁棒性，可以帮助工程师提高效率、准确性和设计质量，是EDA软件中的重要功能。SIDesigner使用Batch器件对批量仿真进行统一控制，包含自定义参数批量仿真、S参数文件批量仿真、IBIS模型批量仿真、IBIS模型工艺角批量仿真；且可以自动生成参数全组合以供预览。

设计经验发布时间 : 2024-10-16

车载收音机采用FM/AM接收器Si4754，在未接天线无信号输入时AM波段会有噗噗噪声，怎样解决？

从以下步骤可解决问题：1、在屏蔽房测试在AM频段不插天线，可以听到规律的“噗、噗”噪声，通过示波器测量音频输出波形发现间隔500mS一次毛刺波形，与I2C通信频次一次，即每发起一组I2C通信就有产生一次噪声；2、通过ISCB调试工具连接PC GUI控制客户收音模块上的Si4754芯片同样会有噪声，I2C总线通过屏蔽线连接到模块上噪声依旧，干扰应该是在模块上I2C总线干扰耦合进入了AM信号中；3、检查PCB布局认为I2C总线与AM信号输入的FM IntruSion滤波电路太近，容易拾取到I2C通讯时产生的干扰信号；将FM IntruSion滤波电路搬移到模块最左侧（左移1cm）后I2C通讯的时没有听到明显的噪声，恢复收音机自身软件控制后同样没有噪声，AM噗噗问题解决。

技术问答发布时间 : 2016-10-25

巨霖科技携EDA核心产品亮相CCIC 2024并发表《高精度通用EDA平台，助力探索未来世界》重要演讲

6月20日-21日在青岛胶州举办了“第21届中国通信集成电路技术及应用大会暨上合新区集成电路产业创新发展大会”（CCIC 2024）。作为行业领军企业受主办方邀请巨霖科技携带其核心产品参展出席本次大会并发表了重要演讲，成为了本次活动的亮点之一。在展会现场，巨霖的工程师们向与会者详细介绍了巨霖“高精度EDA通用电路仿真平台” 包含的多款核心产品及其技术优势。

原厂动态发布时间 : 2024-07-13