1)將實際頻率Ω歸一化
得歸一化幅平方特性
(8)
由此可以看出|G(jλ)|2(或|G(jΩ |2)中只有2個參數C和N,N 是濾波器的階次。
2)求C和N
由(5)式得
α(λ)= 101g(1 + C2λ2N),(9)
則公式,
(10)
因為λp = 1,所以
(11)
這樣C和N 可求。
若令αp = 3 dB,則C = 1,這樣巴特沃茲低通模擬濾波器的設計就只剩下一個參數N。
3)確定G(s)
因為p = jλ,有
(12)
由1 +(-1)Np2N = 0
解得
(13)
這樣,G(p)G(- p)的2N 個極點等分在s平面半徑為一的圓上,相距為(π/N)rad。
為了保證所設計的濾波器是穩定的,應把左平面的極點賦予G(p),即
(14)
這樣
(15)
若N 為偶數,G(p)的極點皆是共軛出現,即
pk,pN +1 - k,1 ≤ k ≤N /2 (16)
這一對共軛極點構成一個二階系統,即
(17)
總的轉移函數應是N /2類型的二階系統的級聯,即
,N 為偶數。(18)
若N 為奇數,它將由一個系統和(N - 1)/2個二階系統相級聯,即
,N 為奇數。(19)
這樣,就得到了歸一化的轉移函數G(p)。利用式(7)關系,即得實際需要的G(s)。
為實現二端口梯形的轉移函數G(s),重點在于利用G(s)求出z11和z22,然后實現z11和z22。轉移函數的零點與z21的零點相一致,所以不必求z21。