二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真
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二阶RC有源滤波器的设计报告
滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。 1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。由于R
的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。
由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。尽管有这么多问题，RC有源滤波器的理论和应用仍在持续发展中。
1. 设计技术指标
(1) 设计二阶RC有源低通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fH =20KHz；
(2) 设计二阶RC有源高通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fL =2kHz；
(3) 设计二阶RC有源带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO =1.24kHz；带宽:Hz-kHz；
2.1方案框图
图2-1 RC 有源滤波总框图
2.2各部分电路的作用
2.2.1 RC 网络的作用
在电路中RC 网络起着滤波的作用，滤掉不需要的信号，这样在对波形的选取上起着至关重要的作用，通常主要由电阻和电容组成。
2.2.2 放大器的作用
电路中运用了同相输入运放，其闭环增益 RVF=1+R4/R3同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。
2.2.3 反馈网络的作用
将输出信号的一部分或全部通过牧电路印象输入端，称为反馈，其中的电路称为反馈网络，反馈网络分为正、负反馈。
2.3 方案选择
滤波器在通信测量和控制系统中得到了广泛的应用。一个理想的滤波器应在要求的频带内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。然而实际的滤波器距此有一定的差异，为此我们采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。
滤波器的设计任务是根据给定的技术指标选定电路形式和确定电路的元器件。滤波器的技术指标有通带和阻带之分，通带指标有通带的边界频率（没有特殊的说明时一般为-3dB 截止频率），通带传输系数。阻带指标为带外传输系数的衰减速度（即带沿的陡变）。下面简要介绍设计中的考虑原则。
2.3.1关于滤波器类型的选择
由于巴特沃斯滤波器通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带内则逐渐下降为零，在振幅的对数对角频率的波特图上，从某一边界角频率的增加而逐渐减少，趋向负无穷大，本次我选择设计巴特沃斯二阶有源低通滤波器和高通滤波器；而带通滤波器要求通带较宽时，用低通滤波器和高通滤波器串联组成比直接用环型带通滤波器要好。
2.3.2级数选择
一阶滤波器电路最简单，但带外传输系数衰减慢，一般在对带外衰减性要求不高的场放大器
RC 网络 反馈网络
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合下选用。无限增益多环反馈型滤波器的特性对参数变化比较敏感，在这点上它不如压控电压源型二阶滤波器。每一阶低通或高通电路可获得-6dB每倍频程（-20dB每十倍频程）的衰减，每二阶低通或高通电路可获得-12dB每倍频程（-40dB每十倍频程）的衰减。多级滤波器串接时传输函数总特性的阶数等于各级阶数之和。当要求的带外衰减特性为-mdB 每倍频程（或mdB每十倍频程）时，则取级数n应满足n大于等于m/6(或n大于等于m/20)，根据带外衰减特性的要求，我选择二阶滤波器。
2.3.3 运放的要求
在无特殊要求的情况下，可选用通用型运算放大器。
2.3.4 元器件的选择
电容的选择:一般设计滤波器时都要给定截止频率fc (ωc)带内增益Av，以及品质因数Q（二阶低通或高通一般为0.707）。在设计时经常出现待确定其值的元件数目多于限制元件取值的参数之数目，因此有许多个元件均可满足给定的要求，这就需要设计者自行选定某些元件值。一般从选定电容器入手，因为电容标称值的分档较少，电容难配，而电阻易配.
电阻的选择:根据电容的确定和规定的截止频率和带内增益以及参数计算得的结果和市场上所出售的情况而选择.
3.1有源滤波器的基本概念
由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)等滤波器，它们的幅频特性如图3-1所示。
由于具有理想幅频特性的滤波器很难实现，只能用实际的幅频特性逼近。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有滤波器级联实现。
（a）低通（b）高通 (c) 带通
图3-1 滤波电路的幅频特性示意图
3.2有源滤波器的传输函数
表1 二阶RC滤波器的传输函数表
类型
传输函数 性能参数
低通 ——电压增益
——低、高通滤波器的截止角频率
——带阻塞、带阻滤波器
的中心角频率 BW ——带通、带阻滤波器的
带宽
高通
带通
3.3 单元电路的设计
3.3.1 二阶RC 有源低通滤波器(LPF)的设计
（1）低通滤波器特性
低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。如图3-2（a ）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC 滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C 接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。图3-2（b ）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。
(a)电路图 (b)频率特性
图3-2 二阶低通滤波器
（2）电路性能参数
二阶低通滤波器的通带增益
截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。
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品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形
状。
当 23u p A <<时，Q>1，在
处的电压增益将大于 u p A ，幅频特性在 处
将抬高如图2-2所示。当 u p A ≥3时，Q=∞，有源滤波器自激。由于将 接到输出端，等
于在高频端给LPF 加了一点正反馈，所以在高频端的放大倍数有所抬高，甚至可能引起自激。
3.3.2 二阶RC 有源高通滤波器（HPF ）的设计
（1） 高通滤波器的性能
与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。
只要将图3-3低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图3-3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系，仿照LPH 分析方法，不难求得HPF 的幅频特性。
(a) 电路图 (b) 幅频特性
图3-3 二阶高通滤波器
（2）电路性能参数：
二阶高通滤波器的通带增益
截止频率，它是二阶高通滤波器通带与阻带的界限频率。
品质因数，它的大小影响高通滤波器在截止频率处幅频特性的
形状。
当 时，幅频特性曲线的斜率为+40 dB/dec ；当 u p A ≥3时，电路自激。电路
性能参数u p A 、0f 各量的函义同二阶低通滤波器。
图3-3（b ）为二阶高通滤波器的幅频特性曲线，它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。
3.3.3 二阶RC 有源带通滤波器（BPF ）的设计
（1） 带通滤波器特性
带通滤波器只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制，注意：要将高通的下限截止频率设置为小于低通的上限截止频率。反之则为带阻滤波器。如图3-4所示。
(a) 带通滤波器原理框图
（b ）电路图 (c)幅频特性
图2-4 二阶带通滤波器
（2）电路性能参数
Aup=Aup1+Aup2 二阶带通滤波器的通带增益
fH=1/(2πR1C1） 二阶低通滤波器的截止频率
FL=1/(2πR2C2) 二阶高通滤波器的截止频率
F0=（fH+fL ）/2 中心频率
Q=f0/(fH-fL ） 品质因数，其大小影响滤波器在截止频率处幅频特性的形状
4.1 MultiSim 软件介绍
Multisim 是美国国家仪器（NI ）有限公司推出的以Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。它提供了仿真实验和电路分析两种仿真手段，可用于模拟电路、数字电路、数模混合电路和部分强电电路的仿真、分析和设计。
Multisim 是一种优秀而易学的WDA （电子设计自动化）软件，与其他仿真分析软件相比，EWB 的最显著特点就是提供了一个操作简便且与实际相似的虚拟实验平台。他几乎能对”电子技术”课程中所有基本电路进行虚拟实验，虚拟实验过程和仪器操作方法与实际相似，但比实际方便、省时。他还能进行实际无法或不便进行的试验内容，通过储存和打印等方法可精确记录器实验结果。它提供十多种电路分析功能，能仿真电路实际工作状态
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和性能。
4.2 MultiSim电路图与分析
4.2.1 压控电压源型滤波器
1.压控电压源型二阶低通滤波设计
(1)压控电压源型二阶低通滤波电路
（2）幅频特性分析
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟波特仪，将波特仪的输入输出端分别连接到电路的输入端与输出端，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形:
该低通滤波器的通频带的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零,衰减率可达到每十倍频40分贝,滤波特性很理想, 从图中可以看出截止频率
fo=20.375KHZ，与理论计算结果相符。
2.压控电压源型二阶高通滤波器设计
(1)压控电压源型二阶高通滤波电路
（2）幅频特性分析
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟波特仪，将波特仪的输入输出端分别连接到电路的输入端与输出端，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形:
该高通滤波器的通频带的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零,衰减率可达到每十倍频40分贝,滤波特性很理想, 从图中可以看出截止频率
fo=19.834kHz，与理论计算结果相符。
3.压控电压源型二阶带通滤波器设计
(1)压控电压源型二阶带通滤波电路
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（2）幅频特性分析
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟波特仪，将波特仪的输入输出端分别连接到电路的输入端与输出端，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形:
从图中可以看出该带通滤波器的中心频率fo=20.169kHz，上限截止频率约为
23.342KHz,下限截止频率约为16.723kHz,与理论计算结果相符。
4.压控电压源型二阶带阻滤波器设计
(1).压控电压源型二阶带阻滤波电路
（2）幅频特性分析
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟波特仪，将波特仪的输入输出端分别连接到电路的输入端与输出端，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形:
从图中可以看出该带通滤波器的中心频率fo=19.802kHz，上限截止频率约为
22.112KHz,下限截止频率约为16.023kHz,与理论计算结果相符。
4.2.2无限增益多路反馈二阶滤波器设计
1.无限增益多路反馈二阶低通滤波器设计
(1)无限增益多路反馈二阶低通滤波电路
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(2)幅频特性分析：
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟波特仪，将波特仪的输入输出端分别连接到电路的输入端与输出端，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形:
该低通滤波器的通频带的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏,滤波特性很理想, 从图中可以看出截止频率fo=20.309KHZ，与理论计算结果相符。
2.无限增益多路反馈二阶高通滤波器设计
(1)无限增益多路反馈二阶高通滤波电路
(2)幅频特性分析：
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟波特仪，将波特仪的输入输出端分别连接到电路的输入端与输出端，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形:
该高通滤波器的通频带的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零,滤波特性很理想, 从图中可以看出截止频率fo=19.835kHz，与理论计算结果相符。
3.无限增益多路反馈二阶带通滤波器设计
(1)无限增益多路反馈二阶带通滤波电路
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(2)幅频特性分析：
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟波特仪，将波特仪的输入输出端分别连接到电路的输入端与输出端，再点击仿真按钮进行仿真，得到如下波形:
从图中可以看出该带通滤波器的中心频率fo=20.184kHz，上限截止频率约为
39.956KHz,下限截止频率约为9.522kHz,与理论计算结果相符。
5.实验心得与问题：
有源二阶滤波器的设计难点在于元件参数的选取。开始的时候不知道要先选取电容值，走了很多弯路，设计性能也达不到要求。后来查找资料发现有源滤波器频率和电容有一个经验表，根据频率选定电容范围，再根据公式推算电阻，才能很好地满足设计要求。
遇见的问题还有就是运放的选择问题，不同的运放有工作频率要求，所以有源滤波器不适合高频范围，频率最好不要超过10MHZ，否则可能会出现滤波，这是超出运放工作频率导致的。
实验三 RC 有源滤波器
实验三 RC 有源滤波器 一、 实验目的 1. 深刻理解 RC 有源滤波器的工作原理。 2. 掌握有源滤波器的测量和调试技术。 二、实验仪器、设备及元件 1. 双踪示波器 1台 2. 晶体管毫伏表 1台 3. 低频信号发生器 1台 4. 直流稳压电源 1台 5. 万用表 1块 6.uA741 一块 7.电容、电阻 若干 三、实验原理 滤波器是一种能使有用频率的信号通过而同时能对无用频率的信号进行抑制或衰减的电子装置。在工程上，滤波器常被用在信号的处理、数据的传送和干扰的抑制等方面。滤波器按照组成的元件，可分为有源滤波器和无源滤波器两大类。凡是只由电阻、电容、电感等无源元件组成的滤波器称为无源滤波器。凡是由放大器等有源元件和无源元件组成的滤波器称为有源滤波器。由运算放大器和电阻、电容（不含电感）组成的滤波器称为 RC 有源滤波器。本实验只研究 RC 无源滤波器和 RC 有源滤波器的特性以及它们之间的关系。 图 1.19.1 一阶RC 低通滤波器及其幅频特性
RC 有源滤波器按照它所实现的传递函数的次数分，可分为一阶、二阶和高阶RC 有源滤波器。从电路结构上看，一阶RC 有源滤波器含有一个电阻和一个电容。二阶RC 有源滤波器含有二个电阻和二个电容。一般的高阶RC 有源滤波器可以由一阶和二阶的滤波器通过级联来实现。所以本实验只研究一阶和二阶滤波器。重点研究二阶RC 有源滤波器。 滤波器按照所允许通过的信号的频率范围可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。其中，低通滤波器只允许低于某一频率的信号通过，而不允许高于该频率的信号通过。高通滤波器只允许高于某一频率的信号通过而不允许低于该频率的信号通过。带通滤波器只允许某一频率范围内的信号通过而不允许该频率范围以外的信号通过。带阻滤波器不允许（阻止）某一频率范围（频带）内的信号通过而只允许该频率范围以外的信号通过。本实验重点研究RC 有源低通滤波器和带通滤波器。 1．一阶低通滤波器 图 1.19.1 （a）中虚线框内的电路是一个RC 组成的一阶低通滤波器。 它的传递函数为 （1.19.1）其中，ω0=1 / ＲＣ。 为了提高增益并提高带负载能力，可以将上述滤波电路接到由运算放大器组成的放大电路中，从而组成有源滤波器。图 1.19.1 (a) 就是将该电路接到运算放大器的同相输入端所构成的一阶RC 有源滤波器电路。对节点 A 列电压方程，可求得该电路的传递函数为 (1.19.2) 式中，Ａ0=1+(ＲF / Ｒ1) 是放大器的增益。
有源RC带通滤波器设计方案
有源RC带通滤波器设计方案 一、需要关注的指标： 功能指标 1.通带带宽(Bandwidth)滤波器通过截止信号的频率界限，一般用绝对频率来表示，也可用中心频率和相对带宽等值来表示。 带通滤波器，中心频率200KHz，带宽25KHz。 2.通带纹波(Passband Ripple):把通带波动的最高点和最低点的差值作为衡量波动剧烈程度的参数，即是通带波纹。通带波纹导致对于不同频率的信号放大的增益倍数不同，可能输出信号波形失真。 0？巴特沃斯，通带平坦。 3.阻带抑制((Stopband Rejection):即对不需要信号的抑制能力，一般希望尽可能大，并在通带范围内陡峭的下降。通常取通带外与带宽为一定比值的某一频率的衰减值作为此项指标。 ？？ 4.通带增益(Passband Gain):有用信号通过的能力。无源滤波器产生衰减，有源滤波器可以产生增益。 ？？ 5.群时延:定义为相位对频率的微分，表征不同频率的信号通过系统时的相位差异。 ？？ 性能指标： 1.运算放大器的增益带宽积，GBW对于滤波器的性能来讲，起到了至关重 要的作用。如果设计得到的GBW较小不满足要求，则滤波器将在高频频 段出现增益尖峰。同时为了降低滤波器的整体功耗，GBW又不能选取的 太大。根据当前业界对滤波器的研究，这里我们设定GBW为滤波器工作 截止频率的50倍。 带通滤波器，中心频率200KHz，带宽25KHz=====》最高截止频率为 212.5KHz=====》GBW至少10.625MHz。 2.电流功耗，主要是单个运放的功耗。 示例：带宽为2MHz的有源带通滤波器所采用的的运放，1.8V电源电压 下，消耗的电流为310uA，中频电压增益为65dB，增益带宽积GBW为 160MHz，相位裕度为55度，驱动负载为100K欧，2pF。 本项目电源电压3.3V，GBW至少10.625MHz，负载1M欧，10pF，相位裕 度大于80，电流<250uA。 3.共模电平,一般设置为电源电压的一半。 考虑到电源电压浮动，按最小电源电压的一半设计，拟设计为1.5V。 4.输入输出差分电压摆幅，最好是满摆幅。 5.噪声，来自电阻和运放，值得注意的是，构成高阶滤波器的各个Biquad 位置放置不同，噪声也会不同，适当时候也可以引进全通单元放第一级 来抑制噪声(全通还被用来平衡群延时)。 6.线性度，也是滤波器的一个重要的性能性指标，在模拟基带电路中，一 般用THD总谐波失真来衡量，也有看输入1dB压缩点的。 7.稳定性，分两种，一种是涉及到振荡的稳定性，需要仔细设计运放，并
RC有源滤波器的课程设计报告
， 2011 ~ 2012学年第二学期 《RC有源滤波器的设计》课程设计报告 题目：RC有源滤波器的设计 专业：自动化 班级： 10自动化（2） 姓名：张乐夏安姚培郑雷 指导教师：江春红 电气工程系 2012年5月25日
1、任务书
摘要 随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际动手能力。 滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。 滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个能够低通、高通、带宽、阻带等多种形式的滤波器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的元件，焊接出具体的实物，并在实验室对事物进行调试，观察效果是否与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。
目录 第一章RC有源滤波器总方案设计 (5) 1.1 方案框图 (5) 1.2 子框图的作用 (5) 1.3 方案选择 (5) 第二章 RC低通有源滤波器的设计 (7) 2.1低通滤波器的电路设计 (7) 2.2低通滤波器的设计原理 (7) 2.3 参数选择 (7) 2.4 仿真 (7) 2.5 小结 (9) 第三章 RC高通有源滤波器的设计 (10) 3．1 高通滤波器的电路设计 (10) 3.2 高通滤波器的设计原理 (10) 3.3 高通滤波器的设计参数 (11) 3.4 仿真...... . (11) 3.5 小结 (12) 第四章 RC带通有源滤波器的设计 (14) 4.1RC有源带通滤波器的设计 (14) 4.2C有源带通滤波器的设计原理.. .............. . (14) 4.3 参数计算 (14) 4.4 仿真 (14) 4.5 小结 (16) 第五章 RC带阻有源滤波器的设计 (18) 5.1 有源带阻滤波电路的设计 (18) 5.2 有源带阻滤波电路的设计原理. (18) 5.3 参数计算 (18) 5.4 仿真 (18) 5.5 小结 (20) 总结与体会 (21) 参考文献 (21) 附录 (22) 答辩记录及评分表 (23)
RC有源低通滤波器
模拟电子技术课程设计报告 课程名称模拟电子技术基础课程设计设计题目RC有源低通滤波器 所学专业名称自动化 班级105班 学号2010210441 学生姓名梅连新 指导教师赵俊梅 2011年12月31 日
通滤波器 1．设计指标及要求 二阶低通，带外衰减速率大于-30dB/10倍频，f H3dB=1kHz，通带增益>=2。2．设计方案 ⑴二阶有源低通滤波电路工作原理：根据电容的通高频阻低频的特点和运放的“虚短”和“虚断”，可以用它们来组成一个带有反馈网络的低通滤波电路！二阶有源低通滤波电路由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。电路原理图由图1所示。
（2）主要参数设定 参考《电子线路设计 实验 测试》第二版，华中科技大学出版社，147-148 页二阶低通滤波器设计表（表5.6.2）。表1是表5.6.2的一部分，主要用来设计参数的值： 表1 电路原器件值 （3）设计步骤 ① 根据设计要求，二阶有源低通滤波电路的电路原理图如图2-1； ② 设计电路参数值，由f H3dB =1kHz 得,取C=0.02uF,对应参数K=5； ③ 从设计表2-1得到Av=2时电容C1=C2=0.02uF,K=1时电阻R1=1.126k Ω,R2=2.250K Ω，R3=R4=6.752K Ω。 ④ 将上述电阻值乘以参数k=5，得：R1=5.63K Ω,R2=11.25K Ω,R3=R4=33.76K Ω。 ⑤ 试验调整、测量滤波器的性能参数及幅频特性。 首先输入信号V i =100mV ，观测滤波器的止频率f H 及电压放大倍数A V ，测得f H =1.028KHz ，A V =2.06V ，滤波器的衰减速率为-38.23dB/10倍频。基本满足设计指标的要求。由于△R/R 、△C/C 对w c 的影响较大，所以实验参数与设计表中的关系式之间存较大的误差。 （4）所涉及的公式 ①这个电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即：A0=A VF=1+R3/R4 ②电路的传递函数： 2 )()3(1)()()(sCR sCR Avf Avf s Vi s Vo s A +-+= = ③对于二阶低通滤波器有Q=0.707,截止频率f H ，选定的电容C 和K 值满足关系式： K=100/Cf H ○4根据以上公式可求得理论值：V Ao 276 .3376 .331=+=
RC有源带通滤波器设计与仿真
RC 有源带通滤波器设计与仿真 摘要：简要介绍Pspice10.5的特点以及其实现有源滤波器仿真的基本方法，实现了带通滤波器设计，用仿真软件Pspice 对设计结果进行了仿真。 关键词：有源模拟滤波器；Pspice;仿真；设计 引言 随着数字化进程的不断推进，数字滤波器越来越广泛的应用在各个领域之中。但是模拟滤波器凭借自身的优势仍然有很高的研究价值。所有数字系统的前端，一般需要一个对微弱信号预处理的部分；在抽样量化之前，还需要一个对信号最高频率进行限制的处理。这些都只能使用模拟滤波器。RC 有源滤波器是模拟滤波器中最实用、应用范围最广泛的滤波器。其标准化电路的种类很少，仅使用及R 、C 元件，因此非常便于集成，这给推广应用带来革命性影响。因为不使用电感、特别是大型电感，也因为运放在性能的飞速提高的同时价格却一降再降，所以在成本方面有源滤波器已经变得比无源滤波器还有优势。本文基于这一点简单介绍了RC 有源滤波器的结构，以基于实现带通波器设计为例，完成了其设计过程，并利用电子仿真软件Pspice 进行了仿真。 1、OrCAD/Pspice10.5简介 对于仿真技术而言，目前最流行的是以美国伯克利分校开发的Spice 为核心的仿真软件，而以Spice 为核心开发的最好的仿真软件是OrCAD/Pspice10.5。它之所以流行就是因为他能很好地运行在PC 平台上且能很好地进行模拟数字混合信号的仿真，而且能解决很多设计上的实际问题。OrCAD10.5在以前版本的基础上扩展了许多功能，包括供设计输入的OrCADCaptureR ，供类比与混合讯号模拟用的PspiceRA/DBasics ，供电路板设计的 OrCADLayoutR 以及供高密度电路板自动绕线的SPECCTRAR 4U 。新加入的SPECCTRA ，用以支援设计日益复杂的各种高速、高密度印刷电路板设计。 OrCAD/PSpice 10.5软件的功能特点有： （1）对模拟电路不仅可进行直流、交流、瞬态等基本电路特性分析，而且可进行参数扫描分析和统计分析。 （2）以OrCAD/Capture 作为前端，除了以利用Capture 的电路图输入这一基本功能外，还可以实现OrCAD 中设计项目统一管理。 （3）将电路模拟结果和波形显示分析两个模块集成在一起。Probe 只是其中的一个窗口，在屏幕上可同时显示波形和输出文本等内容,Probe 还具有电路性能分析功能。 （4）使用PSpice 优化器能调整电路,在一定的约束条件下，对电路的某些参数进行调整，直到电路的性能达到要求为止。 2、RC 有源滤波器的设计 根据线性系统理论，n 阶滤波器的传递函数的一般形式为 11 10 111)()()(a s a s a s b s b s b s b s U s U s A n n n m m m m i o ++++++++==---- （1） （1）式中，m ≤n ；一个复杂的传递函数可以分解成几个简单的传递函数的乘积。上式中， 若n 为偶数，可分解为n/2个二阶滤波器的级联；而若n 为奇数，则可分解成一个一阶滤波器和(n-1)/2个二阶滤波器的级联。一阶、二阶滤波器是构成高阶滤波器的基本单元，二阶 滤波器单元传递函数可以写为：0 120 122)(a s a s b s b s b s A ++++=，其中分子系数0b 、1b 、2b 决定了 传递函数的零点位置，即决定滤波器类型(低通、高通、带通、带阻)，分母系数1a 、0a 决
基于ORCAD_Pspice16.3的RC有源模拟滤波器设计与仿真
ORCAD电子电路分析与设计题目：RC有源模拟滤波器设计与仿真 学号: 1203609045 专业: 12级通信工程 姓名: 王其庆 学院: 民生学院
基于RC 有源模拟滤波器设计与仿真 引言 随着数字化进程的不断推进，数字滤波器越来越广泛的应用在各个领域之中。但是模拟滤波器凭借自身的优势仍然有很高的研究价值。所有数字系统的前端，一般需要一个对微弱信号预处理的部分；在抽样量化之前，还需要一个对信号最高频率进行限制的处理。这些都只能使用模拟滤波器。RC 有源滤波器是模拟滤波器中最实用、应用范围最广泛的滤波器。其标准化电路的种类很少，仅使用及R 、C 元件，因此非常便于集成，这给推广应用带来革命性影响。因为不使用电感、特别是大型电感，也因为运放在性能的飞速提高的同时价格却一降再降，所以在成本方面有源滤波器已经变得比无源滤波器还有优势。本文基于这一点介绍了两种常用RC 有源滤波器的结构，以基于实现巴特沃斯逼近的带通波器设计为例，完成了其设计过程，并利用电子仿真软件Pspice 进行了仿真。 1、OrCAD/Pspice16.3简介 对于仿真技术而言，目前最流行的是以美国伯克利分校开发的Spice 为核心的仿真软件，而以Spice 为核心开发的最好的仿真软件是OrCAD/Pspice16.3。它之所以流行就是因为他能很好地运行在PC 平台上且能很好地进行模拟数字混合信号的仿真，而且能解决很多设计上的实际问题。OrCAD16.3在以前版本的基础上扩展了许多功能，包括供设计输入的OrCADCaptureR ，供类比与混合讯号模拟用的PspiceRA/DBasics ，供电路板设计的 OrCADLayoutR 以及供高密度电路板自动绕线的SPECCTRAR 4U 。新加入的SPECCTRA ，用以支援设计日益复杂的各种高速、高密度印刷电路板设计。 OrCAD/PSpice 16.3软件的功能特点有： （1）对模拟电路不仅可进行直流、交流、瞬态等基本电路特性分析，而且可进行参数扫描分析和统计分析。 （2）以OrCAD/Capture 作为前端，除了以利用Capture 的电路图输入这一基本功能外，还可以实现OrCAD 中设计项目统一管理。 （3）将电路模拟结果和波形显示分析两个模块集成在一起。Probe 只是其中的一个窗口，在屏幕上可同时显示波形和输出文本等内容,Probe 还具有电路性能分析功能。 （4）使用PSpice 优化器能调整电路,在一定的约束条件下，对电路的某些参数进行调整，直到电路的性能达到要求为 止。 2、RC 有源滤波器的设计 根据线性系统理论，n 阶滤波器的传递函数的一般形式为 11 10 111)()()(a s a s a s b s b s b s b s U s U s A n n n m m m m i o ++++++++==---- （1） （1）式中，m ≤n ；一个复杂的传递函数可以分解成几个简单的传递函数的乘积。上式中，若n 为偶数，可分解为n/2个二阶滤波器的级联；而若n 为奇数，则可分解成一个一阶滤波器和(n-1)/2个二阶滤波器的级联。一阶、二阶滤波器是构 成高阶滤波器的基本单元，二阶滤波器单元传递函数可以写为：0 120 122)(a s a s b s b s b s A ++++= ，其中分子系数0b 、1b 、2b 决 定了传递函数的零点位置，即决定滤波器类型(低通、高通、带通、带阻)，分母系数1a 、0a 决定滤波器的特性。 常用的二阶有源滤波器有两种结构，一种是压控电压源型(VCVS)，一种是无限增益多路负反馈型(MFB)。两种电路结构如下：
RC有源滤波器的设计毕业设计
电子科技大学电子工程学院 设计说明书 课题 RC有源滤波器设计_ 专业__电气自动化技术_
前言 随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际动 手能力。 滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。 滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个能够低通、高通、带宽、阻带等多种形式的滤波器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的元件，焊接出具体的实物，并在实验室对事物进行调试，观察效果是否与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。 背景 滤波器的发展历程 ---凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。 ---1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在
实验五、RC有源滤波器
实验五 RC 有源滤波器 一、实验目的： 掌握低通、高通、带通、带阻等最基本的二阶RC 有源滤波器的原理及应用。 二、实验内容: 1. 一阶低通滤波器 在无源RC 低通滤波器的输出端再加上一个电压跟随器，使之与负载很好的隔离开，就构成一个简单的一阶有源RC 低通滤波器，如图5-1所示。由于电压跟随器的输入阻抗很高，输出阻抗很低，因此其带负载能力很强。 芯片的第三脚与地之间接入一个电阻，使电压跟随器变为一个同相放大器，可算出其传递函数： A （s ）= n vf i o w s A s V s V /11 )()(+= w n =1/（RC ）称为特征角频率 幅频响应：对于实际的频率来说，上式中的S 可用S=jw 代入，由此得： A （jw ）=? ?? ? ??+= n vf i o w w j A jw V jw V 1) () ( w n 就是3dB 截止角频率 图1-1一阶低通滤波器 1.1 所需元件与设备： 传感器实验主板；放大器LM358（1个）；电阻：10K ?（棕黑黑红）×3； 电容：0.01uF ×1；跳线若干
1.2实验步骤: （1） 按图5-1接好线路； （2） 接通电源，Vi 输入交流信号（建议用方波或三角波），在DRVI 中观测输出波形，以及频谱；观测是否实现了低通的功能； （3） 芯片的第三脚与地之间接入一个10K ?的电阻，使电压跟随器变为一个同相放大器，重复上述步骤，并观测对信号的放大作用。 2. 二阶低通滤波器 二阶压控电压源低通滤波器电路如图5-2所示。它由两节RC 滤波器和同相放大电路组成，其中同相放大器实际上就是压控电压源，它的电压增益Avf 等于通带电压增益Ao ，即： Ao=A vf =1+ 1 R R f 传递函数： A （s ）=2 22 0222 n n n n n n vf w s Q w s w A w s Q w s w A ++= ++ 式中w n （1/RC ）为特征角频率，Q=vf A -31 称为等效品质因素； 幅频响应：s=jw 代入得 A （jw ）= 2 22 2 2 1Q w w w w A n n +??? ???? ????? ??- φ（jw ）=2 21/n n w w Q w w arctg --
RC有源滤波器
明达职业技术学院 实训(实践)报告2010－2011学年度第二学期 信息工程系应用电子技术专业班级 09应用电子技术学号 45093105 课题名称RC有源滤波器的设计 学生姓名刘惠 指导教师卜令涛 2011年6月24日
明达职业技术学院 课程设计(论文)任务书信息工程系应用电子专业班级09应电姓名刘惠学号45093105
[摘要]：本文介绍了由RC与运算放大器组成的源滤波器 其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号，因受运算放大器带宽限制，这类滤波器仅适用于低频范围。 1、有源滤波电路实际上是利用无源滤波网络再加放大器把滤波网络与负载隔离。滤波网络一般为RC网络。按RC网络的结构可分为低通，高通，带通与带阻四种不同的滤波特性。应用时应根据有用信号、无用信号、和干扰信息所占频段来合理选择滤波器的类型。 2、有源滤波电路通常用传递函数来分析，主要性能指标有通带电压放大倍数A up、通带截止频率f p、带宽B和品质因素Q等。 3、有源滤波电路一般均引入负反馈，集成运放工作为线性区，分析方法基本同运算电路。在有源滤波电路中常常引入适当的正反馈，主要目的是补偿不会产生f o附近的频带，只要参数选择适当，一般 [关键词]：RC 运算放大器低通滤波器自激振荡。 一、方案选择与论证 1、设计要求 1）设计RC低通滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤； 2）测量并调整静态工作点； 3）测量技术指标参数； 4）测量有源滤波器的幅频特性； 5）写成设计实验报告。 2、课题主要内容 设计制作一个截止频率f H =200HZ，A V =2，Q=10，衰减速率为-40DB/十倍频程的低通滤波器。 3、课题研究思路、方法和要求 利用集成运放与RC元件组成有源滤波电路。要求： 截止频率f H =200HZ A V =2，Q=10，衰减速率为-40DB/十倍频程的低通滤波器。 4、方案选择 滤波器在通信测量和控制系统中得到了广泛的应用。一个理想的滤波器应在要求的频通内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。然而实际的滤波器距此有一定的差异，为此人们采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。 用运算放大器和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点。因为不用电感元件，所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和重量过大等缺点。由于运算放大器的增益和输入电阻高，输入电阻低，所以能提供一定的信号增益和缓冲作用，这种滤波器的频率范围约为10-3Hz~106Hz,频率稳定度可做到（10-3~10~10-5）/摄氏度，频率精度为+（3~5）%，并可用简单的级联来得到高阶滤波器且调谐也很方便。 滤波器的设计任务是根据给定的技术指标选定电路形式和确定电路的元器件。滤波器
RC有源滤波器设计报告.docx
课题名称 __________RC 有源滤波器 __________所在院系 ____________工程系 ________________班级_____________无非（ 1）____________学号____________1113_________ 姓名_____________郑志伟 _______________指导老师 _________________________________时间_________________________________ 科技艺术学院工程系
前言 随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际 动能力。 滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。用 集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性 能指标，都有了很大的提高。 滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个能够低通、高通、带宽、阻带等多种形式的滤波器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的元件，焊接出具体的实物，并在实验室对事物进行调试，观察效果是否与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。 设计任务书 一、设计目的 1、学习 RC有源滤波器的设计方法；
有源带通滤波器设计讲解
二阶有源模拟带通滤波器设计 摘要 滤波器是一种具有频率选择功能的电路，它能使有用的频率信号通过。而同时抑制(或衰减)不需要传送频率范围内的信号。实际工程上常用它来进行信号处理、数据传送和抑制干扰等，目前在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用。 以往这种滤波电路主要采用无源元件R、L和C组成，60年代以来，集成运放获得迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗比较低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。 通常用频率响应来描述滤波器的特性。对于滤波器的幅频响应，常把能够通过信号的频率范围定义为通带，而把受阻或衰减信号的频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。 滤波器在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减。按照通带和阻带的位置分布，滤波器通常分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。文中结合实例，介绍了设计一个二阶有源模拟带通滤波器。 设计中用RC网络和集成运放组成，组成电路选用LM324不仅可以滤波，还可以进行放大。 关键字：带通滤波器 LM324 RC网络
目录 目录 (2) 第一章设计要求 (3) 1.1基本要求 (3) 第二章方案选择及原理分析 (4) 2.1.方案选择 (4) 2.2 原理分析 (5) 第三章电路设计 (7) 3.1 实现电路 (7) 3.2参数设计 (7) 3.3电路仿真 (9) 1.仿真步骤及结果 (9) 2.结果分析 (11) 第四章电路安装与调试 (12) 4.1实验安装过程 (12) 4.2 调试过程及结果 ................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2.1 遇到的问题 ................................................................................................ 错误！未定义书签。 4.2.2 解决方法 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2.3 调试结果与分析 (12) 结论 (13) 参考文献 (14)
模电--RC有源滤波器设计-
湖南工学院模拟电子技术 课程设计说明书 课题 RC有源滤波器设计_ 专业__电气自动化技术_ 班级________ 姓名_ 学号 指导教师_________ 设计组成员:
前言 随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际动手能力。 滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。 滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个能够低通、高通、带宽、阻带等多种形式的滤波器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的元件，焊接出具体的实物，并在实验室对事物进行调试，观察效果是否与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。
设计任务书 一、设计目的 1、学习RC有源滤波器的设计方法； 2、由滤波器设计指标计算电路元件参数； 3、设计二阶RC有源滤波器(低通、高通、带通)； 4、掌握有源滤波器的测试方法； 5、测量有源滤波器的幅频特性。 二、设计要求和技术指标 1、技术指标 (1) 低通滤波器：通带增益AUF=2；截止频率fH =2000Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频； (2) 高通滤波器：通带增益AUF=5；截止频率fL =100Hz；Ui=100mV； 阻带衰减：不小于-20dB/10倍频； (3) 带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO =1kHz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频。 2、设计要求 （1）分别设计二阶RC低通、高通、带通滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤； （2）在面包板或万能板上安装好电路，测量并调整静态工作点； （3）测量技术指标参数； （4）测量有源滤波器的幅频特性并仿真； （5）写出设计报告。 三、设计报告要求 1、列出设计步骤，画出电路，标出元件数值； 2、比较实测指标和设计要求指标； 3、列出测试数据表格； 4、分析有源滤波器的幅频特性 5、进行仿真。
RC有源带通滤波器的设计
题 目 RC有源带通滤波器的设计 科 目 现代电路理论 RC有源带通滤波器的设计 摘要 滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频
率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。 用LC网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和RC网络组成的有源滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点，因而RC有源滤波器普遍应用于光电弱信号检测电路中。本课题研究内容主要是用multisim软件设计仿真有源带通滤波器的二级级联和四级级联方式的电路。 关键词：集成运放；RC网络；multisim软件；有源带通滤波器 目录
摘要1 目录2 一本课题内容提要 3 二二级串联的带通滤波器 3 1 设计要求3 2 基本原理3 3 设计方案3 4电路设计与参数计算3 5 性能仿真分析5 三四级串联的带通滤波电路 7 1 总体方框图7 1.1 级数选择7 1.2 元器件的选择7 2 电路设计分析8 四总结 9 参考文献 11
一、本课题内容提要 滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。其优点：不用电感元件、有一定增益、重量轻、体积小和调试方便，可用在信息处理、数据传输和抑制干扰等方面；缺点为：但因受运算放大器的频带限制，这类滤波器主要用于低频。根据对频率选择要求的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻四种。本课题采用低通-高通级联实现带通滤波器。 二、二级串联的带通滤波电路 1、设计要求 ①性能指标要求：△f=3000Hz-300Hz=2700Hz; ②通带电压增益：Au=1?； ③完成电路设计和调试过程。 2. 基本原理 带通滤波器(BPF)能通过规定范围的频率，这个频率范围就是电路的带宽BW，滤波器的最大输出电压峰值出现在中心频率f0的频率点上。带通滤波器的带宽越窄，选择性越好，也就是电路的品质因数Q越高。电路的Q值可用公式求出 可见，高Q值滤波器有窄的带宽，大的输出电压；反之低Q值滤波器有较宽的带宽，势必输出电压较小。 3. 设计方案 采用低通-高通串联实现带通滤波器：将带通滤波器的技术指标分成低通滤波器和高通滤波器两个独立的技术指标，分别设计出低通滤波器和高通滤波器，再串联即得带通滤波器。 二阶巴特沃思滤波器的，因此，由二级串联的带通滤波电路的通带电压增益，由于通带电压增益：Au=1，因此在低通滤波器输入部分加了一个由和组成的分压器。 4、电路设计与参数计算 元件的的参数选择和计算：在运放电路中的电阻不宜过大或过小。
RC有源高通滤波器课程设计
RC有源高通滤波器课程设计
科信学院 电子电路仿真及设计CDIO三级项目 设计说明书 （2012/2013学年第二学期） 题目： __ 高通滤波器___ __ _____ 专业班级：通信工程11级2班 学生姓名：吕阳 学号：110312230 指导教师：马永强、贾少锐、李晓东、付佳 设计周数：2周 2013年7月5日
目录 一直流稳压电源 1.1电源的设计及要求---------------------------------------------1 1.2基本原理分析-----------------------------------------------------1 1.3电路设计原理图，实物图, 参数计算及仿真------------4 二振荡器 2.1振荡器的设计及要求-------------------------------------------6 2.2系统工作原理-----------------------------------------------------6 2.3电路设计原理图，实物图,参数计算及仿真--------------6 三滤波器 3.1滤波器的设计及要求-------------------------------------------11 3.2系统的设计方案 -------------------------------------------------11 3.3系统组成及工作原理 -------------------------------------------11 3.4电路设计原理图,实物图，参数计算及仿真-------------12 附录原件清单-------------------------------------------------------17
RC有源带通滤波器的设计
题目 RC有源带通滤波器的设计科目现代电路理论
RC有源带通滤波器的设计 摘要 滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。 用LC网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和RC网络组成的有源滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点，因而RC有源滤波器普遍应用于光电弱信号检测电路中。本课题研究内容主要是用multisim软件设计仿真有源带通滤波器的二级级联和四级级联方式的电路。 关键词：集成运放；RC网络；multisim软件；有源带通滤波器
目录 摘要 (1) 目录 (2) 一本课题内容提要 (3) 二二级串联的带通滤波器 (3) 1 设计要求 (3) 2 基本原理 (3) 3 设计方案 (3) 4电路设计与参数计算 (3) 5 性能仿真分析 (5) 三四级串联的带通滤波电路 (7) 1 总体方框图 (7) 1.1 级数选择 (7) 1.2 元器件的选择 (7) 2 电路设计分析 (8) 四总结 (9) 参考文献........................................ 1错误！未定义书签。
一、本课题内容提要 滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。其优点：不用电感元件、有一定增益、重量轻、体积小和调试方便，可用在信息处理、数据传输和抑制干扰等方面；缺点为：但因受运算放大器的频带限制，这类滤波器主要用于低频。根据对频率选择要求的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻四种。本课题采用低通-高通级联实现带通滤波器。 二、二级串联的带通滤波电路 1、设计要求 ①性能指标要求：△f=3000Hz-300Hz=2700Hz; ②通带电压增益：Au=1； ③完成电路设计和调试过程。 2. 基本原理 带通滤波器(BPF)能通过规定范围的频率，这个频率范围就是电路的带宽BW ，滤波器的最大输出电压峰值出现在中心频率f0的频率点上。带通滤波器的带宽越窄，选择性越好，也就是电路的品质因数Q 越高。电路的Q 值可用公式求出 BW f Q 0 = 可见，高Q 值滤波器有窄的带宽，大的输出电压；反之低Q 值滤波器有较宽的带宽，势必输出电压较小。 3. 设计方案 采用低通-高通串联实现带通滤波器：将带通滤波器的技术指标分成低通滤波器和高通滤波器两个独立的技术指标，分别设计出低通滤波器和高通滤波器，再串联即得带通滤波器。 二阶巴特沃思滤波器的586.11=VF A ，因此，由二级串联的带通滤波电路的通带电压增益515.2)(21≈VF A ，由于通带电压增益：Au=1，因此在低通滤波器输入部分加了一个由8R 和9 R 组成的分压器。 4、电路设计与参数计算 元件的的参数选择和计算：在运放电路中的电阻不宜过大或过小。一般为几千欧至几十千欧较合适。 对于低通级，选取Ω=k R 2.8 ，由Hz f h 3000=和RC f π21 = 可计算出电容
RC高通有源滤波器课程设计报告
课程设计 设计题目RC高通有源滤波器 学生姓名 学号 专业班级 指导教师
设计类型：信号与系统课程设计 设计制作一个增益可调，截止频率C=3000Hz的RC有源高通滤波器 阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器； 查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数 值； 用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）； 由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值 对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。 按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发 生器、示波器，测试电路的频响。 分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改 进方法。 撰写课程设计报告。
课程设计题目：设计制作一个增益可调，截止频率=3000Hz的RC有源高通滤波器 要求如下： 阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器； 查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数值； 用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）； 由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。 按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发生器、示波器，测试电路的频响。 分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改进方法。 撰写课程设计报告。 二. 课程设计目的： 理解RC有源滤波器，学习RC有源滤波器的设计方法，由滤波器设计指标计算电路元件参数。 掌握应用Multisim软件； 掌握常用元器件的识别和测试，测量有源滤波器的幅频特性； 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 体会课程设计的过程，通过理论联系实际，提高和培养创新能力，提高实践能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。 课程设计环境： Multisim介绍 Multisim是Interctive Image Technologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。该软件以图形界面为主，采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟练程度自如使用。尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪表，使电路的仿真分析操作更符合工程技术人员的工作习惯。下面主要针对软件中基本的仿真与分析方法做简单介绍。 EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。 功能： 直观的图形界面 丰富的元器件 强大的仿真能力 丰富的测试仪器 完备的分析手段 独特的射频(RF)模块 强大的MCU模块