切比雪夫濾波器
切比雪夫濾波器
切比雪夫濾波器,又名“車比雪夫濾波器”,是在通帶或阻帶上頻率響應幅度等波紋波動的濾波器。切比雪夫濾波器來自切比雪夫分佈,以“切比雪夫”命名,是用以紀念俄羅斯數學家巴夫尼提·列波維其·切比雪夫(Пафнутий Львович Чебышёв)。
根據頻率響應曲線波動位置的不同,切比雪夫濾波器可以分為以下兩種:
在通帶(或稱“通頻帶”)上頻率響應幅度等波紋波動的濾波器稱為“I型切比雪夫濾波器”;
'''n'''階第一類切比雪夫濾波器的幅度與頻率的關係可用下列公式表示
::
其中:
*
*而
是濾波器在截止頻率的放大率 (''注意'': 常用的以幅度下降3[[分貝]]的頻率點作為截止頻率的定義不適用於切比雪夫濾波器!)
f>:> 是 n階切比雪夫多項式
其中
或:
'''切比雪夫濾波器'''的階數等於此濾波器的電子線路內的電抗元件數。
切比雪夫濾波器的幅度波動 =分貝
當,切比雪夫濾波器的幅度波動= 3分貝。
切比雪夫多項式在逼近理論中有重要的應用。這是因為第一類切比雪夫多項式的根(被稱為切比雪夫節點)可以用於多項式插值。相應的插值多項式能最大限度地降低龍格現象,並且提供多項式在連續函數的最佳一致逼近。
切比雪夫多項式 | |
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n | 切比雪夫多項式 |
1 | 1 |
2 | |
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4 | |
5 | |
6 | |
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8 | |
9 | |
10 | |
在阻帶(或稱“阻頻帶”)上頻率響應幅度等波紋波動的濾波器稱為“II型切比雪夫濾波器”。
也稱倒數切比雪夫濾波器,較不常用,因為頻率截止速度不如I型快,也需要用更多的電子元件。II型切比雪夫濾波器在通頻帶內沒有幅度波動,只在阻頻帶內有幅度波動。
II型切比雪夫濾波器的轉移函數為:
分貝
5分貝衰減度相當於 ; 10分貝衰減度相當於。
-3分貝頻率 和截止頻率 有如下關係: