紧急求助:巴特沃兹滤波器原理及应用毕业设计应该写什么？谢谢大家，我真的不知道怎么开始。
从广义上讲，任何信息传输渠道(介质)都可以看作是过滤器。因为任何器件的响应特性都是激励频率的函数，所以其传输特性可以用频域函数来描述。因此，测试系统的任何一部分，如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接线，都会根据其频域特性，对通过的信号在一定频率范围内进行变换和处理。
本节描述的内容属于模拟滤波的范围。本文主要介绍模拟滤波器的原理、类型、数学模型、主要参数以及RC滤波器的设计。虽然数字滤波技术已得到广泛应用，但模拟滤波仍广泛应用于自动检测、自动控制和电子测量仪器中。带通滤波器
二、过滤器分类
1.根据滤波器的频率选择功能进行分类。
(1)低通滤波器
从0到f2，幅频特性比较平坦，可以使信号中f2以下的频率成分几乎不衰减地通过，而F2以上的频率成分衰减较大。
(2)高通滤波器
与低通滤波相反，它的幅频特性从频率F1 ~∞开始是平坦的。它使得信号中f1以上的频率成分几乎不衰减地通过，而f1以下的频率成分则会被大大衰减。
(3)带通滤波器
其通带在F1 ~ F2之间。它使信号中高于f1和低于f2的频率成分无衰减地通过，而其他成分则被衰减。
(4)带阻滤波器
与带通滤波相反，阻带在频率F1 ~ F2之间。它衰减高于f1低于f2的频率成分，其他频率成分的信号几乎不衰减地通过。
低通滤波器和高通滤波器是滤波器最基本的两种形式，其他的滤波器可以分解成这两种，比如低通滤波器和高通滤波器串联就是带通滤波器，低通滤波器和高通滤波器并联就是带阻滤波器。
低通滤波器和高通滤波器的串联
低通滤波器和高通滤波器的并联
2.根据“最佳近似特征”标准进行分类
(1)巴特沃兹滤波器
从幅频特性提出要求，不考虑相频特性。巴特沃兹滤波器具有最大平坦幅度特性，其幅频响应表达式为:
⑵切比雪夫滤波器
切比雪夫滤波器也从幅频特性方面提出了逼近要求，其幅频响应表达式为:
ε是决定通带纹波大小的系数，通带纹波由实际滤波网络中的电抗元件引起；Tn是第一类切比雪夫多项式。
与巴特沃兹近似特性相比，该特性虽然在通带内有波动，但同样的n值进入阻带后衰减更陡，更接近理想情况。ε值越小，通带波动越小，截止频率点衰减的分贝值也越小，但进入阻带后衰减特性变化缓慢。切比雪夫滤波器与巴特沃兹滤波器相比，切比雪夫滤波器通带内有纹波，过渡带又轻又陡。因此，当通带内不允许出现纹波时，最好使用巴特沃兹滤波器。从相频响应来看，巴特沃兹型优于切比雪夫型。从上面两张图的对比可以看出，前者的相频响应更接近于一条直线。
(3)贝塞尔滤波器
只满足相频特性，不关心幅频特性。贝塞尔滤波器也称为最平均延迟或恒定延迟滤波器。它的相移与频率成正比，是线性关系。然而，由于其幅频特性较差，其应用往往受到限制。
第二，理想滤波器
理想的滤波器是指能使通带内信号的幅度和相位不失真，阻带内频率分量衰减为零，并且通带和阻带之间有明显分界线的滤波器。也就是说，理想滤波器在通带内的幅频特性应该是恒定的，相频特性的斜率应该是恒定的；通带外的幅频特性应该为零。
理想低通滤波器的频率响应函数为:
幅频和相频特性曲线如下:
通过分析上式表示的频率特性，可以知道滤波器在时域的冲激响应函数h(t)是sinc函数，曲线图如下图所示。脉冲响应的波形沿横坐标向左和向右无限延伸。从图中可以看出，在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前，也就是在t0时刻，滤波器已经响应了。很明显，这是一种非因果关系，这在物理上是不可能的。这表明不可能有由频域中的矩形窗函数描述的理想滤波器，其在截止频率处表现出振幅-频率特性的急剧变化。实际滤波器的频域方向图在某个频率上不会完全截止，而是逐渐衰减，延伸到∞。
第三，实际过滤
实际滤波器的基本参数
没有理想的滤波器，在实际滤波器的幅频特性图中，通带和阻带应该没有严格的界限。通带和阻带之间有一个过渡带。过渡带的频率成分不会被完全抑制，只会有不同程度的衰减。当然过渡带越窄越好，也就是通带外的频率成分越快越多越好。因此，在设计实际滤波器时，我们总是通过各种方法，尽量使其接近理想滤波器。
该图示出了理想带通(虚线)和实际带通(实线)滤波器的幅频特性。从图中可以看出，理想滤波器的特性只需要用截止频率来描述，而实际滤波器的特性曲线没有明显的转折点，两个截止频率之间的幅频特性也是非常数，需要更多的参数来描述。
(1)纹波幅度d
在一定的频率范围内，实际滤波器的幅频特性可能会发生波动，波动幅度d小于幅频特性的平均值A0，一般应远小于-3dB。
(2)截止频率fc
幅频特征值等于0.707A0对应的频率称为滤波器的截止频率。以A0为参考值，0.707A0对应-3dB点，即相对于A0衰减3dB。如果信号功率用信号幅度的平方来表示，对应的点正好是半功率点。
(3)带宽b和品质因数q值
上截止频率和下截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽，或-3dB带宽，单位为Hz。带宽决定了滤波器在信号频率分辨率中分离相邻频率成分的能力。在电工技术中，q通常用来表示谐振电路的品质因数。在二阶振荡中，Q值相当于谐振点的振幅增益系数，Q = 1/2ξ(ξ-阻尼比)。对于带通滤波器，中心频率f0()与带宽b之比通常称为滤波器的品质因数q。例如，中心频率为500Hz的滤波器，如果其-3dB带宽为10Hz，则Q值为50。q值越大，滤波器的频率分辨率越高。
(4)倍频程选择性w
在两个截止频率之外，实际滤波器有一个过渡带，这个过渡带的幅频曲线的斜率表示幅频特性衰减的速度，决定了滤波器衰减带宽之外频率成分的能力。通常以八度选择性为特征。所谓倍频程选择性，是指上截止频率fc2和2fc2之间或下截止频率fc1和fc1/2之间的幅频特性衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量。
或者
倍频程衰减用dB/oct(倍频程)表示。显然，衰减越快(即W值越大)，滤波器的选择性越好。远离截止频率的衰减率也可以用10倍频程的衰减数来表示。即【db/10 oct】。
⑸过滤因子(或矩形系数)
滤波器系数是滤波器选择性的另一种表达方式，它利用滤波器幅频特性的-60dB带宽与-3dB带宽之比来衡量滤波器的选择性，记为
理想滤波器=1，普通滤波器= 1-5。显然，越接近1，滤波器选择性越好。