模拟滤波器设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[日] 三谷政昭 著，彭刚 译

图书标签:

• 模拟电路
• 滤波器设计
• 信号处理
• 电路分析
• 电子工程
• 模拟滤波器
• 电路理论
• 系统设计
• 通信电路
• 控制系统

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030405982

版次：1

商品编码：11498376

包装：平装

丛书名： 精艺设计

开本：16开

出版时间：2014-06-01

用纸：胶版纸

页数：224

字数：267000

正文语种：中文

内容简介

主要介绍有关模拟滤波器的Scilab、模拟滤波器与数字滤波器、滤波器的各种特性及分类、有关模拟滤波器特性解析的工具、模拟滤波器的基本传递函数及其特性、各种原型滤波器、基于频率变化的各种模拟滤波器、模拟滤波器的传递函数设计等

作者简介

　　三谷政昭，出生于日本广岛县尾道市濑户田町。1974年毕业于东京工业大学工学部电子工程学专业，曾任东京工业大学工学部助教，现任东京电机大学工学部情报通信工程学教授，工学博士。研究专业为电子信号处理工程学、通信工程学、教育工程学。

　　著作有《电子信号处理入门》(欧姆社)、《用Scilab学电子信号处理》(CQ出版社)、《简易电子电路基础(Ⅰ)二级管、三级管篇》(Micro Net)、《重新学习信号数学》(CQ出版社)、《即学即用的傅里叶变换》(讲谈社)等。

内页插图

目录

第1章 SciIab入门1．1 SciIab1．2 基于SciIab基本命令的处理1．2．1 输入、输出表示1．2．2 特定常数1．2．3 运算符表示与比较运算表示1．2．4 声音、图像的信号数据1．2．5 信号数据的读取1．2．6 信号数据的矩阵运算1．2．7 信号数据处理1．2．8 信号数据元素运算1．2．9 特殊信号数据1．2．10 信号波形的图形表示1．3 从Scilab编程到执行1．4 SciIab对多项式的程序记述1．4．1 多项式的定义与根的运算1．4．2 多项式的加减乘除及微分（导数）的运算1．4．3 多项式代入运算1．4．4 有理函数的程序记述1．5 函数定义与滤波器解析工具函数库小知识1便捷的输入功能小知识2非正常提示符状态的恢复处理小知识3重新设置SciIab


第2章 模拟滤波器和数字滤波器2．1 滤波与频率特性（增益、相位）2．2 模拟滤波器基础2．2．1 尺C电路滤波2．2．2 积分滤波器2．2．3 微分滤波器2．3 数字滤波器基础2．3．1 四则运算与输入输出的关系2．3．2 移动平均滤波器2．3．3 移动差分滤波器

第3章 滤波器的各种特性及分类3．1 按频率特性分类3．1．1 滤波器的频率选择性3．1．2 滤波器的分类3．2 按增益特性分类3．2．1 滤波器处理的增益与频率特性3．2．2 滤波器设计的目标与特性曲线3．3 按相位特性分类3．3．1 滤波器处理的相位特性3．3．2 全通滤波器的相位特性3．3．3 线性相位与非线-眭相位程序示例3．4 按构成方式分类3．4．1 无源滤波器3．4．2 有源滤波器3．4．3 数字滤波器小知识4dB（分贝）的定义小知识5程序运行时出现异常状态后如何强行终止

第4章 解析模拟滤波器特性的便利工具4．1 特性解析的基础——复数的向量表示（极坐标）4．2 频率特性的数学式表示4．2．1 直角坐标与极坐标4．2．2 增益特性……第5章 模拟滤波器的基本传递函数及其性质第6章 各种原型滤波器第7章 基于频率变换的各种模拟滤波器的导出第8章 模拟滤波器的传递函数设计

前言/序言

《模拟滤波器设计》 本书将带领您踏上一段深入探索模拟滤波器设计核心原理与实践的旅程。如果您是一位电子工程专业的学生，或是希望提升模拟电路设计技能的工程师，那么本书将是您不可或缺的参考指南。我们从最基础的概念出发，循序渐进地解析模拟滤波器的定义、分类及其在现代电子系统中的重要作用，解释它们如何扮演着信号调理、噪声抑制和频率选择的关键角色。 核心理论与概念解析： 在深入设计之前，我们首先会回顾和讲解模拟滤波器所依赖的基础理论。您将学习到拉普拉斯变换在分析和设计动态系统中的强大应用，理解传递函数如何精确地描述滤波器的频率响应特性。书中将详细阐述零点和极点的概念，以及它们如何影响滤波器的幅度和相位响应。我们还将深入研究滤波器分类的依据，包括低通、高通、带通和带阻滤波器的基本工作原理和特性曲线，以及它们的时域和频域行为。 经典滤波器综合技术： 本书的重点在于介绍和分析各种经典的模拟滤波器综合技术。您将系统地学习巴特沃斯、切比雪夫（第一类和第二类）以及椭圆（考尔）滤波器的设计方法。我们将详细解析这些滤波器类型各自的性能权衡，例如巴特沃斯滤波器的平坦通带、切比雪夫滤波器的更陡峭滚降以及椭圆滤波器的最优性能。对于每种类型，本书都将提供详细的数学推导和设计流程，帮助您理解如何根据具体的性能指标（如截止频率、通带纹波、阻带衰减和过渡带宽度）选择最合适的滤波器类型，并计算出所需的元件参数。 有源滤波器设计： 在现代模拟电路设计中，有源滤波器因其增益能力、灵活性和低阻抗输出等优势而占据着主导地位。本书将投入大量篇幅深入探讨有源滤波器的设计。您将学习到如何利用运算放大器（Op-amp）构建各种基本有源滤波器拓扑，包括Sallen-Key、MFB（多重反馈）以及状态变量滤波器。我们将详细分析这些拓扑结构的优缺点，并提供详细的设计步骤，指导您如何选择合适的运算放大器，并根据所需的滤波器参数计算电阻和电容值。此外，本书还会探讨一些更高级的有源滤波器设计技术，例如级联设计方法，以实现更高阶的滤波性能。 无源滤波器设计： 尽管有源滤波器应用广泛，但无源滤波器在某些特定场合，如高频应用、对电源噪声敏感的场景，以及对低功耗有严格要求的系统中，仍然发挥着不可替代的作用。本书将不忽视无源滤波器的基础和应用。您将学习到如何利用电感和电容构建LC滤波器，并了解RL和RC滤波器在简单应用中的局限性。我们将介绍一些用于无源滤波器设计的图解法和解析法，并讨论如何在实际电路中处理元件的寄生参数和非理想特性。 滤波器设计流程与工具： 理论知识的掌握离不开实际的设计流程和工具。本书将为您梳理一套系统化的模拟滤波器设计流程，从需求分析、规格确定、滤波器类型选择、拓扑结构选型，到元件参数计算，再到仿真验证和实际电路调试。为了提高设计效率，我们还会介绍一些辅助设计和仿真的工具。您将了解到如何利用SPICE系列仿真软件（如LTspice, PSpice）对设计的滤波器进行精确的仿真分析，验证其幅频响应、相频响应、瞬态响应和噪声性能。 特殊滤波器类型与应用： 除了经典的滤波器类型，本书还会涉足一些更具针对性的滤波器设计。您将接触到低噪声滤波器、低失真滤波器以及具有特定频率响应的滤波器（如谐振滤波器、梳状滤波器）的设计思路和实现方法。此外，本书还将探讨模拟滤波器在实际应用中的具体案例，例如音频处理中的均衡器设计、射频通信中的匹配网络和滤波器组、电源管理中的滤波电路等，帮助您将所学知识融会贯通，应用于解决实际工程问题。 性能优化与挑战： 在实际的滤波器设计中，总会面临各种挑战，例如元件容差、寄生效应、温度漂移以及高频效应等。本书将重点讨论如何应对这些挑战，并提供相应的优化策略。您将学习到如何进行灵敏度分析，评估元件变化对滤波器性能的影响，以及如何选择高质量的元件来提高设计的鲁棒性。我们还将探讨一些先进的设计技术，例如使用晶体管构建跨导-电容（gm-C）滤波器，以及在多比特数字模拟混合信号系统中进行模拟滤波器的集成设计。 面向读者： 本书内容适合对模拟电路设计有一定基础的本科生、研究生，以及在电子产品开发、通信系统、信号处理等领域工作的工程师。无论您是初次接触滤波器设计，还是希望深化对这一领域的理解，本书都将为您提供坚实的基础和实用的指导。通过本书的学习，您将能够独立完成各种模拟滤波器的设计任务，并具备分析和解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书在对滤波器非理想效应的处理上，展现了作者深厚的工程实践经验。理想的滤波器模型在实际电路中很难实现，例如运放的有限增益带宽积、输入输出电阻，以及电容的等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）等，都会对滤波器的实际性能产生影响。作者在《模拟滤波器设计》中，对这些非理想因素进行了细致的分析，并且给出了相应的补偿或优化方法。比如，在讲解有源滤波器时，作者会分析运算放大器的有限增益带宽积如何限制滤波器的最高工作频率，以及如何选择高带宽的运放或者采用其他拓扑结构来克服这一限制。这种深入到元器件层面，考虑实际工程中“每一个细节”的设计理念，让这本书的实用性大大提升，避免了读者在实际搭建电路时，因为忽略了这些“小问题”而导致性能大打折扣的窘境。

评分☆☆☆☆☆

这本书在深入探讨模拟滤波器设计的同时，也并未忽略与之相关的信号处理基础知识。《模拟滤波器设计》在合适的地方穿插了对傅里叶变换、拉普拉斯变换等数学工具的简要回顾，并阐述了它们在滤波器分析中的关键作用。这种做法非常贴心，避免了读者在阅读滤波器理论时，因为对基础数学概念的遗忘而产生理解障碍。例如，在讲解滤波器传递函数时，作者会清晰地解释函数中的“s”代表什么，以及它如何与频率域的响应关联起来。此外，书中还对奈奎斯特-香农采样定理等数字信号处理的基础概念进行了简要介绍，并暗示了模拟滤波器设计与数字滤波器设计之间的联系与区别，为读者日后进一步学习数字滤波器设计打下了基础，展现了作者对整个信号处理领域的深刻理解和宏观视野。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，《模拟滤波器设计》是一本集理论深度、工程实践和前沿视野于一体的优秀著作。它不仅能够帮助初学者构建坚实的理论基础，也能为有经验的工程师提供宝贵的参考和启发。书中清晰的逻辑结构、丰富的图示和案例、以及对细节的关注，使得整个阅读过程既高效又富有成效。我特别欣赏作者在讲解过程中，那种循循善诱、由浅入深的教学风格，以及对工程实际问题的深刻洞察。这本书已经成为我案头必备的参考书，无论是在学习过程中，还是在实际工作中，我都能从中汲取丰富的养分。我相信，任何一个对模拟滤波器设计感兴趣的读者，都会在这本书中找到属于自己的价值。

评分☆☆☆☆☆

随着章节的深入，书中对巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等经典滤波器的详尽解析，更是让我大开眼界。作者不仅详细阐述了每种滤波器的设计原理、传递函数以及频率响应特性，还深入剖析了它们各自的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。特别是切比雪夫滤波器的讲解，书中通过对比不同阶数和不同纹波参数下的响应曲线，清晰地展示了纹波与过渡带宽度之间的权衡关系。我尤其欣赏作者在讲解过程中，频繁引用实际的工程案例，例如在射频接收机前端如何选择合适的滤波器来抑制杂散信号，或者在音频系统中如何设计滤波器来优化音质。这些案例的引入，使得书本上的理论知识不再是空中楼阁，而是与实际工程紧密相连，让我看到了理论在实践中的巨大价值，也激发了我未来在实际项目中应用这些知识的信心。

评分☆☆☆☆☆

本书在最后的章节中，对于模拟滤波器设计的一些前沿技术和未来的发展方向进行了展望，这对于有志于在这个领域深入研究的读者来说，极具启发性。作者提到了诸如开关电容滤波器、声表面波（SAW）滤波器、微机电系统（MEMS）滤波器等新型滤波器技术，并简要介绍了它们的工作原理和应用前景。例如，在讲解开关电容滤波器时，作者将其与传统的电阻电容滤波器进行了对比，突出了其在集成化、可调性方面的优势。这些内容虽然不深入，但足以让读者了解到模拟滤波器设计并非停滞不前，而是随着技术的发展不断进步。这种对未来的洞察，激励我保持学习的热情，去探索更多可能。

评分☆☆☆☆☆

《模拟滤波器设计》在讲解滤波器灵敏度分析和噪声分析方面，可以说做到了淋漓尽致。在实际的电路设计中，元器件的参数都不是理想值，它们会受到制造工艺、温度变化等因素的影响，产生偏差。而这些偏差，往往会对滤波器的性能造成显著的影响。本书作者非常重视这一现实问题，花了大量篇幅来分析不同参数变化对滤波器频率响应的影响，并且提出了多种降低灵敏度的设计策略。例如，在讲解巴特沃斯滤波器的设计时，作者会分析电阻值或电容值产生一定百分比的误差时，滤波器的截止频率和阻带衰减会发生多大的偏移。更重要的是，书中还提供了如何通过选择更稳定、低噪声的元器件，或者采用差分结构等技术来减小噪声对滤波电路的影响。这些内容对于希望设计出稳定可靠的滤波电路的工程师来说，无疑是无价之宝。

评分☆☆☆☆☆

让我印象深刻的不仅仅是理论的严谨和方法的系统，还有本书在实际应用方面提供的宝贵指导。《模拟滤波器设计》中关于滤波器实现技术的章节，堪称是一份精美的“工具箱”。书中详细介绍了多种有源滤波器和无源滤波器的实现方法，并且针对每种方法都进行了深入的性能分析。例如，在讲解Sallen-Key有源低通滤波器时，作者不仅给出了详细的电路图和传递函数，还讨论了元件容差、噪声、稳定性等实际工程中必须考虑的问题。对于初学者来说，如何选择合适的运算放大器、电阻和电容，才能在性能和成本之间取得平衡，这本书提供了非常实用的建议。此外，书中关于滤波器级联和并行连接的讨论，以及如何通过调整元件值来精确控制滤波器参数，都极大地拓宽了我的设计思路，让我能够应对更多样化的电路需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解滤波器综合设计时，采取了一种“由易到难，由简到繁”的策略，这对于我这样一个希望系统学习滤波器设计的读者来说，无疑是一条平坦大道。从最初的低阶滤波器，到高阶滤波器，再到各种复杂带通、带阻滤波器的构建，每一步都衔接得非常自然。作者并没有直接丢出复杂的公式，而是先通过对滤波器结构、零极点位置的分解，来解释其整体性能的来源。例如，在讲解如何设计一个具有特定阻带衰减的高阶滤波器时，书中会先分析达到所需衰减量所需的极点数量，然后逐步引导读者如何计算这些极点的具体位置，并通过图示展示不同极点配置对频率响应的影响。这种层层递进的讲解方式，让我感觉自己不是在被动地接受信息，而是在主动地参与到设计过程中，仿佛与作者一同在演算纸上勾勒出滤波器的轮廓。

评分☆☆☆☆☆

这本《模拟滤波器设计》在我手中已经翻阅了数周，它带来的不仅仅是理论知识的灌输，更是一种沉浸式的学习体验。书的开篇就如同一位经验丰富的老工程师，循循善诱地将我带入模拟滤波器设计的宏伟殿堂。从最基础的RC、RL、LC滤波器概念入手，作者并没有止步于枯燥的公式推导，而是通过大量生动形象的比喻和图示，将抽象的电路行为具象化，让我能够直观地理解滤波器的低通、高通、带通、带阻特性是如何形成的。例如，在讲解RC低通滤波器时，作者将其比作一个“水龙头”，电容就像一个蓄水池，当信号频率较低时，水（电信号）可以轻松地通过蓄水池，而当频率升高时，蓄水池就无法及时排空，阻碍了高频信号的通过。这种生活化的类比，极大地降低了理解门槛，让初学者也能轻松入门。

评分☆☆☆☆☆

《模拟滤波器设计》不仅关注静态的频率响应，对于滤波器在时域中的瞬态响应也进行了深入的探讨。滤波器在接收到瞬态信号（如阶跃信号、脉冲信号）时，其输出信号会经历一个过渡过程，这个过程的特性（如过冲、振铃）对于某些应用至关重要。书中作者详细分析了不同类型的滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔）在时域中的表现，并且着重强调了贝塞尔滤波器在瞬态响应方面的优势，因为它具有近似常数的群延迟。此外，书中还提供了如何通过调整滤波器的阶数和参数来控制瞬态响应的幅度和持续时间。对于那些对信号完整性要求较高的应用，例如在高速数据传输系统中，理解和优化滤波器的瞬态响应，对于确保信号的准确传输至关重要。这本书在这方面的讲解，为我打开了新的视角，让我意识到滤波器设计不仅仅是频率域的考量。

评分☆☆☆☆☆

1. page31脚注提到了CD内容可以从科学出版社网站下载，但实在找不到，是出版社还是译者的问题，不得而知，使得该书译本失色不少。科学出版社在这之前给我的印象还是挺专业的。

评分☆☆☆☆☆

3. 这个缺点我猜是原著的问题了，从设计要求到传递函数之后，怎么最终变成无源或有源滤波器呢？这本书如果原著就这么几章，那标题应该改成《模拟滤波器传递函数设计方法》咯。这方面可以参考Dr. Rabin Raut, Dr. M. N. S. Swamy，Wiley出版社2010年的这本书《Modern Analog Filter Analysis and Design: A Practical Approach》

评分☆☆☆☆☆

目前还没来得及看

评分☆☆☆☆☆

不错，受用，价格不是很高

评分☆☆☆☆☆

目前还没来得及看

评分☆☆☆☆☆

和实际应用结合的还不够多

评分☆☆☆☆☆

再讲讲缺点：

评分☆☆☆☆☆

1. page31脚注提到了CD内容可以从科学出版社网站下载，但实在找不到，是出版社还是译者的问题，不得而知，使得该书译本失色不少。科学出版社在这之前给我的印象还是挺专业的。

评分☆☆☆☆☆

3. 这个缺点我猜是原著的问题了，从设计要求到传递函数之后，怎么最终变成无源或有源滤波器呢？这本书如果原著就这么几章，那标题应该改成《模拟滤波器传递函数设计方法》咯。这方面可以参考Dr. Rabin Raut, Dr. M. N. S. Swamy，Wiley出版社2010年的这本书《Modern Analog Filter Analysis and Design: A Practical Approach》