切比雪夫滤波器,又名“车比雪夫滤波器”,是在通带或阻带上频率响应幅度等波纹波动的滤波器。切比雪夫滤波器来自切比雪夫分布,以“切比雪夫”命名,是用以纪念
俄罗斯数学家巴夫尼提·列波维其·切比雪夫(Пафнутий Львович Чебышёв)。
特点
切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快,但频率响应的幅频特性不如后者平坦。切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小,但是在通频带内存在幅度波动。
根据频率响应曲线波动位置的不同,切比雪夫滤波器可以分为以下两种:
I型切比雪夫滤波器
在通带(或称“通频带”)上频率响应幅度等波纹波动的滤波器称为“I型切比雪夫滤波器”;
'''n'''阶第一类切比雪夫滤波器的幅度与频率的关系可用下列公式表示
::
其中:
*
*而
是滤波器在截止频率的放大率 (''注意'': 常用的以幅度下降3[[分贝]]的频率点作为截止频率的定义不适用于切比雪夫滤波器!)
f\u003e:\u003e 是 n阶切比雪夫多项式
其中
或:
'''切比雪夫滤波器'''的阶数等于此滤波器的电子线路内的电抗元件数。
切比雪夫滤波器的幅度波动 =分贝
当,切比雪夫滤波器的幅度波动= 3分贝。
如果需要幅度在在阻频带边上衰减得更陡峭,可允许在复平面的轴上存在零点。但结果会使通频带内振幅波动较大,而在阻频带内对信号抑制较弱。这种滤波器叫[[椭圆函数滤波器]]或考尔滤波器。
切比雪夫多项式
是与棣莫弗定理有关,以递归方式定义的一系列正交多项式序列。通常,第一类切比雪夫多项式以符号表示,第二类切比雪夫多项式用表示。切比雪夫
多项式或代表n阶多项式。
切比雪夫多项式在逼近理论中有重要的应用。这是因为第一类
切比雪夫多项式的根(被称为切比雪夫节点)可以用于多项式插值。相应的插值多项式能最大限度地降低龙格现象,并且提供多项式在
连续函数的最佳一致逼近。
II型切比雪夫滤波器
在阻带(或称“阻频带”)上频率响应幅度等波纹波动的滤波器称为“II型切比雪夫滤波器”。
也称
倒数切比雪夫滤波器,较不常用,因为频率截止速度不如I型快,也需要用更多的电子元件。II型切比雪夫滤波器在通频带内没有幅度波动,只在阻频带内有幅度波动。
II型切比雪夫滤波器的转移函数为:
分贝
5分贝衰减度相当于 ; 10分贝衰减度相当于。
-3分贝频率 和截止频率 有如下关系:
参考资料
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362