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有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)

有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)
有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)

长沙学院课程设计说明书

题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系

专业(班级) 电气工程及其自动化姓名

学号

指导教师

起止日期

模拟电子技术课程设计任务书

系(部):电子与通信工程系专业:电气工程及其自动化指导教师:

长沙学院课程设计鉴定表

目录

摘要 (5)

1.电路设计 (6)

1.1.电路元件及参数的选择 (6)

1.2.电路原理图绘制 (6)

2.电路的仿真 (7)

2.1.使用Multisim9仿真波特图示仪 (7)

2.2.使用Multisim9仿真示波器 (7)

2.2.1.输入信号频率小于截止频率时的仿真 (7)

2.2.2.输入信号频率等于截止频率时的仿真 (8)

2.2.3.输入信号频率大于截止频率时的仿真 (8)

参考文献 (9)

设计总结 (9)

摘要

滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成,20世纪60年代以来,集成运放获得了迅速发展,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和输入阻抗均很高,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。但是,集成运放的带宽有限,所以目前有源滤波电路的工作频率难以做的很高,以及难于对功率信号进行

滤波,这是它的不足之处。]1[在实际电子系统中,有源滤波器运用广泛,输入信号往往是含有多种频率成

分的复杂信号,可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号,因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。完成此任务需要具有选频功能的电路。本文主要内容是设计一个能阻挡低频信号、输出高频信号的有源高通滤波电路,以及利用Multisim9对电路进行仿真。本电路所用到的运算放大器LM741EN,它的管脚1和5为调零端,管脚2为运放反相输入端,管脚3为同相输入端,管脚6为输出端,管脚7为正电源端,管脚4为负电源端,管脚8为空端。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。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

关键词:滤波器运算放大器有源滤波电路有源高通滤波电路Multisim 电路仿真

1.1.电路元件及参数的选择

设定有源高通滤波器通带增益10=A ,截止频率Hz f c 100=,Q 为0.707。

取基准电容nF C 1000=,则基准电阻Ωπk .)C f /(R c 923152100== ,

各元件的参数计算如下:

F n )R f /(C C C c 100210021====π

nF A /C C 100003==

Ωk .)]A /(Q /[R R 507712001=+= Ωk .)A (Q R R 7733321002=+=

根据理论计算结果,取所有元器件参数的标准值,则可以确定电路的元器件使用情况。

1.2.电路原理图绘制

在确定元器件后即可使用Multisim9完成电路原理图的绘制,如图1-2为有源高通滤波器电路原理图。

图1-2 有源高通滤波器电路原理图

2.1.使用Multisim9仿真波特图示仪

如图2-1波特图示仪仿真图像所示,通过仿真得到的幅频特性曲线与电路理论的计算值相吻合。电路截止频率为100Hz 左右。

图2-1 波特图示仪仿真图像

2.2.使用Multisim9仿真示波器

此有源高通滤波器电路设计的截止频率Hz f c 100 。通过调节电路输入信号频率,仿真可分为输入信号频率小于截止频率时的仿真、输入信号频率等于截止频率时的仿真、输入信号频率大于截止频率时的仿真。观察图1-2可知,A 通道(橙色波形)显示的是输入信号波形,B 通道(红色波形)显示的为输出信号波形

2.2.1.输入信号频率小于截止频率时的仿真

如图2-2-1所示,将输入信号频率调节到50Hz ,小于截止频率,此时可观察到输出信号被明显抑制。

图2-2-1 输入信号频率为50Hz 时示波器的仿真图像

2.2.2.输入信号频率等于截止频率时的仿真

尝试将输入信号频率调节到与截止频率相等,即为100Hz。如图2-2-2所示,发现该电路对输出信号还是有少许抑制作用,图中可得,输入信号波形的波峰大约为1.414V,输出信号的波峰大约为1.010V,所以有如下计算:

.

/

.Q

1.

V

V

≈714

414

1

010

与图2-1所示的波特图示仪内容相符合。

图2-2-2 输入信号频率为100Hz时示波器的仿真图像

2.2.3.输入信号频率大于截止频率时的仿真

当输入信号频率设置在大于截止频率的500Hz时。其输入、输出波形在示波器显示如图2-2-3,输入输出波形只是方向相反,信号强度并没有发生衰减。所以在截止频率以上的信号可以无衰减通过。

图2-2-3 输入信号频率为500Hz时示波器的仿真图像

参考文献

【1】康华光.电子技术基础【Z】.北京:高等教育出版社,2006,413~413.

设计总结

个人感觉这次的课程设计中途虽有波折,但是还算顺利。在周一上午老师开题后,当天我就开始四处查阅资料,设计电路,由于该电路并不复杂,而且在之前的模电理论课学习中也有所涉及,所以周一晚上虽然因为安装Multisim出现了一些问题耽误了很多时间,但最终完成了电路的设计以及模拟。周二的傍晚六七点在我模拟等方面一切就绪后,我开始撰写设计说明书,一路收集、运算、整理,忙到了凌晨快两点时差不多要告一段落.

此次进行有缘高通滤波器电路的设计是大学期间第一次进行课程设计,对于课程设计这个概念之前我也感觉非常新鲜,只有当本周一坐在教室听完了老师的讲解后,才真正地理解了课程设计的含义——完全自主的完成一个课题。就说说通过完成我自己的有源高通滤波器电路设计这个课题的过程中的一点小感悟吧。这次课程设计我做得很快,也算是在和自己较劲,我感觉虽然时间很短,但是通过这次课程设计学到的东西却不是几节理论课能够比拟的。首先,理论上的东西毕竟理解上不够清晰,可是在这两天,通过网上和图书馆各种书籍与资料的查阅,再加上和同学的深入交流探讨,感觉自己在滤波电路这一块的思路清晰了很多。其次,对我来说,课程设计同样是对自己意志很大的磨练,仅仅只靠自己的力量来独立的完成课题,不要让自己想着等别人做完了去“参考参考”,也不要学一些同学拖拖拉拉,本来一周要完成的设计,弄到第二周还没弄完。认认真真的对待,耐心细致的对待,就能够从中收获很多!

二阶高通滤波器的设计 (2)

前言 当今时代,随着科学技术的发展,先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域中有着不可或缺的核心地位。以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻天覆地的变化,使我们由手工时代进入了现代的电器时代。同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用,只有科技发展了才能使一个国家变得强大。而作为二十一世纪的一名大学生,不仅仅要将理论只是学会,更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中,使理论与实践能够联系起来。 对信号进行分析与处理时, 常常会遇到有用信号叠加上无用噪声的问题, 这些噪声有的是与信号同时产生的, 有的是传输过程中混入的。因此, 从接收的信号中消除或减弱干扰噪声, 就成为信号传输与处理中十分重要的问题。根据有用信号与噪声的不同特性, 消除或减弱噪声,提取有用信号的过程称为滤波, 实现滤波功能的系统称为滤波器。 低通滤波器在现实生活中运用也十分广泛。该种滤波器是只有在规定的频率范围内才能使信号通过,而且其电路性能稳定,增益容易调节。利用这一性质不仅可以滤出有用信号且同时抑制无用信号。工程上也常常用低通滤波器作信号处理、数据传递和抑制干扰等。例如:无线电发射机使用低通滤波器阻塞可能引起与其它通信发生干扰的谐波发射;固体屏障也是一个声波的低通滤波器,当另外一个房间中播放音乐时,很容易听到音乐的低音,但是高音部分大部分被过滤掉。 我国现在有滤波器的种类和所覆盖的频率虽然基本上满足现有的各种电信设备。但从整体而言,我国有源滤波器的发展比无源滤波器缓慢,尚未大量生产和应用。我国电子产品要想实现大规模集成,滤波器集成化仍然是个重要课题。

第一章设计任务 1.1二阶低通滤波器题目要求 a)设计截止频率f=2kHz的滤波器 b)输出增益Av=2 c)要求用压控电压源型、无限增益多路反馈型两种方法

巴特沃斯有源高通滤波器的设计

昆明理工大学课程设计说明书 课题名称:巴特沃斯有源高通滤波器的设计专业名称:电子信息工程 学生班级:09级电信三班 学生姓名:周剑彪 学生学号:200911513339 指导老师:王庆平 设计时间:2011年6月23日

第一部分:题目分析及设计思路 (一)、滤波器简介 滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。主要作用是:让有用信号尽可能无衰减的通过,对无用信号尽可能大的衰减。 滤波器按照所处理的信号,可以分为:模拟滤波器和数字滤波器;按照信号的频段,可以分为:低通、高通、带通和带阻滤波器四种;按照所采用的原件,也可以分为:无源滤波器和有源滤波器。用来说明滤波器性能的技术指标主要有:中心频率f0,即工作频带的中心;带宽BW;通带衰减,即通带内的最大衰减阻带衰减等。 (二)巴特沃斯滤波器简介 巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种。巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。这种滤波器最先由英国工程师斯替芬〃巴特沃斯(Stephen Butterworth)在1930 年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出的。一级至五级巴特沃斯低通滤波器的响应如下图所示:

巴特沃斯滤波器的特点是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,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。 (三)、巴特沃斯有源高通滤波器优化设计 设计目的 掌握滤波器的基本概念; 掌握滤波器传递函数的描述方法; 掌握巴特沃斯滤波器的设计方法; 设计一个巴特沃斯滤波器,其技术指标为: (1)阻带截止频率: fc = 1kHz ; (2)通带放大倍数:Aup =2; (3)品质因素:Q = 1; (4)阻带最小衰减率:-25dB。 设计要求: (1)确定传递函数; (2)给出电路结构和元件参数;(运算放大器可以选择) (3)利用PSPICE 软件对电路进行仿真,得到滤波器的幅频响应,是否满足设计指标;

高通有源滤波电路

湖南文理学院 课程设计报告 评阅意见: 评阅教师日期

有源高通滤波电路

目录 第一章简介 1.1 设计要求 (3) 1.2 设计作用与目的 (3) 1.3 所用仪器设备 (4) 第二章设计原理 2.1 设计方案及方案选择 (5) 2.2 模块电路设计及分析 (6) 2.3 总体设计 (10) 2.4 元件参数 (11) 第三章设计硬件及软件过程 3.1 Multisim仿真图 (13) 3.2 仿真结果 (14) 3.3 系统调试结果分析 (16) 第四章总结与展望

第一章简介 1.1设计要求 有源高通滤波电路能传送输入信号中有用的频率成分,衰减或抑制无用的频率成分,并对有用的频率成分具有一定的电压放大作用。有源高通滤波电路应包括:滤波电路;集成运放;反馈电路,三个部分。滤波电路能有效滤除无用频率信号成分,保留有用频率信号成分。集成运放和反馈电路使电路具有一定的电压放大作用,使电路滤波特性趋于理想。通过对有源滤波电路的探究,设计了一四阶有源高通滤波电路。在Multisim 10软件中进行仿真实验,对电路的频率特性和不同频率下输出的信号进行了分析,电路能有效滤除或衰弱频率为100Hz以下的电压信号,对频率100Hz以上的电压信号有放大作用。最终结果基本达到了预期要求。 1.2设计作用与目的 滤波器是减少或消除谐波对电力系统影响的电气部件,广泛应用于电力系统、通信

发射机与接收机等电子设备中,它能减弱或消除谐波的危害,对无用信号尽可能大的衰减,让有用信号尽可能无衰减的通过,从而纠正信号波形畸变。所以,无论信号的获取、传输,还是信号的处理和交换都离不开滤波技术。 在近代电信设备和各类控制系统中,滤波器应用极为广泛,尤其是有源高通滤波器。它在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用,有源高通滤波器的优劣直接决定产品的优劣。所以研究滤波器,具有重大意义。 1.3 所用仪器设备 表:有源高通滤波电路明细表 序号代号名称规格数量备注 1 R1、R2、R3、R4 电阻 4.7kΩ 4 2 R5 电阻18 kΩ 1 3 R6 电阻 5 kΩ 1 4 R7 电阻 2.7 kΩ 1 5 R8 电阻 6.2 kΩ 1 6 C1、C2、C3、C4 电容0.33μF 4 7 U1、U2 运放OP07 2

有源带通滤波器设计

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)

有源带通滤波器设计报告

有源带通滤波器设计报告 学生姓名崔新科 同组者王霞吴红娟 指导老师王全州

摘要 该设计利用模拟电路的相关知识,设定上线和下限频率,采用开环增益80dB 以上的集成运算放大器,设计符合要求的带通滤波器。再利用Multisim 仿真出滤波电路的波形和测量幅频特性。通过仿真和成品调试表明设计的有源滤波器可以基本达到所要求的指标。其主要设计内容: 1.确定有源滤波器的上、下限频率; 2.设计符合条件的有源带通滤波器;- 3.测量设计的有源滤波器的幅频特性; 4.制作与调试; 5. 总结遇到的问题和解决的方法。 关键词:四阶电路有源带通滤波器极点频率 The use of analog circuit design knowledge, on-line and set the lower limit frequency, the use of open-loop gain of 80dB or more integrated operational amplifier designed to meet the requirements of the bandpass filter. Re-use Multisim circuit simulation waveform and filter out the measurement of amplitude-frequency characteristics. Finished debugging the simulation and design of active filters that can basically meet the required targets. The main design elements: 1. Determine the active filter, the lower limit frequency; 2. Designed to meet the requirements of the active band-pass filter; - 3. Designed to measure the amplitude-frequency characteristics of active filters; 4. Production and commissioning; 5 summarizes the problems and solutions. Keywords: fourth-order active band-pass filter circuit pole frequency

电子课程设计---二阶有源高通滤波器

长沙学院 电子技术 课程设计说明书 题目有源高通滤波器设计系(部) 电子信息与电气工程系专业(班级) 光电2班 姓名 学号2013041216 指导教师 起止日期2015.6.1-2015.6.5

模拟电子技术课程设计任务书

长沙学院课程设计鉴定表

目录 一、有源高通滤波器的广泛应用 (5) 二、 LM741EN芯片引脚功能及其应用 (5) LM741芯片引脚和工作说明: (5) 三、有源高通滤波电路介绍及其工作原理 (6) 1.滤波电路 (6) 2.集成运放电路和反馈电路 (6) 3.二阶有源高通电路框架图: (7) 四、有源高通滤波电路的设计 (8) (1)设计方案 (8) (2)元器件参数计算和选择(截止频率的选定) (8) (3)对设计的电路进行仿真调试 (9) ①仿真电路 (9) ②波特图幅频特性 (10) ③波特图相频特性 (10) ④输入波形与输出波形比较(红色为输入波形,蓝色为输出波形) (11) 五、有源高通滤波电路的扩展和改良 (13) 四阶有源高通滤波电路 (13) 利用记录仪观察波形数据 (13) 六、实训总结 (14) 七、参考文献 (14)

一、有源高通滤波器的广泛应用 滤波器是减少或消除谐波对电力系统影响的电气部件,广泛应用于电力系统、通信发射机与接收机等电子设备中,它能减弱或消除谐波的危害,对无用信号尽可能大的衰减,让有用信号尽可能无衰减的通过,从而纠正信号波形畸变。所以,无论信号的获取、传输,还是信号的处理和交换都离不开滤波技术。 在近代电信设备和各类控制系统中,滤波器应用极为广泛,尤其是有源高通滤波器。它在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用,有源高通滤波器的优劣直接决定产品的优劣。所以研究滤波器,具有重大意义。 二、LM741EN芯片引脚功能及其应用 LM741EN是一种应用非常广泛的通用型运算放大器。这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。具有广泛的共同模式,差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。由于采用了有源负载,所以只要两级放大就可以达到很高的电压增益和很宽的共模及差模输入电压范围。电路采用内部补偿,电路比较简单不易自激,工作点稳定,使用方便,而且设计了完善的保护电路,不易损坏。可广泛应用于各种数字仪表及工业自动控制设备中。 LM741EN引脚图 LM741芯片引脚和工作说明: 1和5为偏置(调零端) 2为正向输入端 3为反向输入端 4接地 6为输出 7接电源 8空脚

(完整word版)2阶有源高通滤波器

上海大学2013 ~2014 学年冬季学期研究生课程 课程名称:现代电路课程编号:07Z097004 论文题目: 二阶有源高通滤波电路 研究生姓名: 李兵学号: 12720970 论文评语: 成绩: 任课教师: 评阅日期:

摘要:二阶高通滤波器是容许高频信号通过,减弱频率低于截止频率信号通过的滤波器。高通滤波器具有综合功能,他可以滤掉若干次高次谐波,并且减少滤波回路数。对于不同的滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不一样,比如在音频信号也使用低音消除器或者噪声滤波器。 关键字:高通滤波器,截止频率,高频响应,Multisim 。 1、电路设计 1.1 图1给出了二阶有源巴特沃兹高通滤波器的结构。 图1 二阶有源巴特沃兹高通滤波器 正反馈型有源滤波器也叫做sallen-key 电路,是以这种电路的发明者命民的也有从工作形态上命民围vcvs (电压控制型电压源)的,他的滤波器相当于一个电压源。它是2阶的高通滤波器。这个电路是一个op 放大器,采用的是同相输入接法,因此输入阻抗很高,输出阻抗很低,由于连接缓冲器,他的增益是1,所以不需要决定曾益量的电阻,能过以较少的元器件数目实现2阶滤波器,使用的非常多,比较麻烦的Ra 和Rb 值不一样,所以计算麻烦一点。 1.2 传递函数 1.3 1a 和1b 分别为巴特沃兹系数

1.4 当给定电容值和截止频率时,可以得到电阻值 本文设计的是二阶高通滤波器,所以选取414.11=a ,11=b 1.5 当nF C KHz f c 100,10==时,可以求出电阻1R 和2R R1= 225.08Ω ,R2= 112.54Ω 2、Multisim 仿真 图2.1 二阶巴特沃兹高通滤波器仿真电路图

电路实验报告12 有源滤波器设计

课程名称:电路与电子技术实验II 指导老师:沈连丰成绩:__________________ 实验名称:有源滤波器设计实验类型:________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1、掌握有源滤波器的分析和设计方法。 2、学习有源滤波器的调试、幅频特性的测量方法。 3、了解滤波器的结构和参数对滤波器性能的影响。 4、用EDA仿真的方法来研究滤波电路,了解元件参数对滤波效果的影响。 二、实验内容和原理 1、滤波器的5个主要指标: (1) 传递函数A v(s) :反映滤波器增益随频率的变化关系,也称为电路的频率响应、频率特性。 (2) 通带增益A v p:为一个实数。(针对LPF)、(针对HPF)、(针对BPF)、(针对BEF)。 (3) 固有频率f0:也称自然频率、特征频率,其值由电路元件的参数决定。 (4) 通带截止频率f p:滤波器增益下降到其通带增益A v p 的0.707倍时所对应的频率(也称–3dB 频率、半功率点、上限频率(ωH 、f H )或下限频率(ωL 、f L )。 (5) 品质因数Q:反映滤波器频率特性的一项重要指标,不同类型滤波器的定义不同。例如,在低通和高通滤波器中,定义为当时增益的模与通带增益之比。 2、有源滤波器的设计流程: 设计一个有源低通滤波器时,一般可以先按照预定的性能指标,选择一定的电路形式,然后写出电路的电压传递函数,计算并选定电路中的各个元器件参数。最后再通过实验进行调试,确定实际的器件参数。 三、实验器材 运放LM358、 四、操作方法和实验步骤 1、实验内容 (1) 在实验板上安装所设计的电路。 (2) 有源滤波器的静态调零。 (3) 测量滤波器的通带增益A v p、通带截止频率f p。 (4) 测量滤波器的频率特性(有条件时可使用扫频仪)。 (5) 改变电路参数,研究品质因数Q 对滤波器频率特性的影响。 2、设计一个二阶有源低通滤波器。具体要求如下: (1) 通带截止频率:f p=1kHz;

二阶有源滤波器参数计算

二阶有源滤波器设计 一.滤波器类型 按照在附近的频率特性,可将滤波器分为以下三种: 1.巴特沃兹响应 优点:巴特沃兹滤波器提供了最大的通带幅度响应平坦度,具有良好的综合性能,其脉冲响应优于切比雪夫,衰减速度优于贝塞尔。 缺点:阶跃响应存在一定的过冲和振荡。 2.切比雪夫响应 优点:与巴特沃兹相比,切比雪夫滤波器具有更良好的通带外衰减。 缺点:通带内纹波令人不满,阶跃响应的振铃较严重。 3.贝塞尔响应 优点:贝塞尔滤波器具有最优的阶跃响应——非常小的过冲及振铃。 缺点:与巴特沃兹相比,贝塞尔滤波器的通带外衰减较为缓慢。 (注意: 巴特沃兹及贝塞尔响应的3dB衰减位于截止频率处。 而切比雪夫响应的截止频率定义为响应下降至低于纹波带的频点频率。 对于偶数阶滤波器而言,所有纹波均高于0dB的直流响应,因此截止频点位于0dB衰减处;而对于奇数阶滤波器而言,所有纹波均低于 0dB的直流响应,因此截止频点定义为低于纹波带最大衰减点。)

二.最常用的有源极点对电路拓扑 1.MFB拓扑 也称为无限增益拓扑或Rauch拓扑; 适用于高Q值高增益电路; 其对元件值的改变敏感度较低。 2.Sallen-Key拓扑 下列情况时,使用效果更佳: 对增益精度要求较高; 采用了单位增益滤波器; 极点对Q值较低(如:Q<3); (特例:某些高Q值高频率滤波器若采用MFB拓扑,则C1值须很小以得到合适的电阻值。而由于寄生电容干扰使得低容值将导致极大干 扰)。 (注意: MFB拓扑不能用于电流反馈型运放,而S-K拓扑电压、电流反馈型运放均可; 差分放大器只能采用MFB拓扑; S-K拓扑的运放输出阻抗随频率增加而增加,故通带外衰减能力受限,而MFB拓扑则无此问题。)

有源滤波器设计实例

有源滤波器设计任务书 一、设计目的 1. 熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。 2. 掌握二阶有源滤波电路的快速设计方法。 3. 掌握二阶有源滤波电路的调试及其幅频特性和相频特性的测试方法。 二、使用仪器与器材 信号发生器;双线示波器;万用表;直流稳压源;实验电路板;元器件若干。 三、设计任务 图中所示为无限增益多路反馈电路的一般形式,请选择适当类型无源元件Y1~Y5,以构成低通滤波器和高通滤波器 1. 请设计一个二阶1dB无限增益多路反馈切比雪夫低通滤波器,通带增益Kp=2,截止频率fc=5kHz,画出电路图。 2. 请设计一个二阶1dB无限增益多路反馈切比雪夫高通滤波器,通带增益Kp=2 截止频率fc=2kHz,画出电路图。 ● 以上工作请在实验课前完成。写在实验报告中。 四、设计步骤 1. 按设计所确定的电路参数,在实验接插板上放入器件,连接低通滤波器(注意连接可靠,正确) 2.将信号发生器的输出信号电压幅值调到1V,接入低通滤波器的输入端,并调整信号源的频率,在低通滤波器输出端测量所对应的幅值。(可用示波器或交流毫伏表测试,并计录输入频率值和所对应的输出幅值,测量10~12 点。) 3.用示波器李沙育图形测试低通滤波器的相频特性,测量10~12 点。 4.进行高通滤波器的电路连接及幅频特性和相频特性测试。测试方法同上。

五、设计报告要求与思考题 1. 复习并掌握滤波器的工作原理,设计方法及应注意问题。 2. 画出所设计的低通滤波器、高通滤波器的电路图。并注明元件参数。 3. 画出幅频特性与相频特性测试原理图,说明测试方法与步骤。 4. 以表格形式分别给出低通滤波器与高通滤波器的幅频特性与相频特性测试数据,并画出其特性曲线。 5. 如果将低通滤波器与高通滤波器相串联,得到什么类型的滤波器,其通带与通带增益各为多少?画出其特性曲线。也可在实验中予以观测和证实。 6. 为构成所得类型的滤波器,对低通滤波器与高通滤波器的特性有无特 定要求。二者哪个在前有无关系? 附录: 1.几种滤波器原理图、幅频特性

RC有源带通滤波器

RC 有源带通滤波器的设计 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。 一.技术指标 总增益为1; 通带频率范围为300Hz —3000Hz ,通带内允许的最大波动为-1db —+1db ; 阻带边缘频率范围为225Hz 和4000Hz 、阻带内最小衰减为20db ; 二.设计过程 1. 采用低通-高通级联实现带通滤波器; 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,再级联即得带通滤波器。古 低通滤波器的技术指标为: dB A Hz f G dB A Hz f SH PH 204000113000min max ===== 高通滤波器的技术指标为: dB A Hz f G dB A Hz f SL PL 2022511300min max ===== 2. 选用切比雪夫逼近方式计算阶数 (1). 低通滤波器阶数N 1 ) /(] )110/()110([11.01.011max min PH SH A A f f ch ch N ----≥ (2). 高通滤波器阶数N 2 )/(] )110/()110([11.01.012max min SL PL A A f f ch ch N ----≥ 3. 求滤波器的传递函数 1). 根据N 1查表求出归一化低通滤波器传递函数H LP (s ’),去归一化得 P H f S S LP LP S H S H π2'|)'()(== 2). 根据N 2查表求出归一化高通滤波器传递函数H HP (s ’),去归一化得 S f S HP HP P L S H S H π2'| )'()(==

二阶有源带通滤波器设计及参数计算

滤波器是一种只传输指定频段信号,抑制其它频段信号的电路。 滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种: ①无源滤波器: 由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成 ②有源滤波器: 一般由集成运放与RC网络构成,它具有体积小、性能稳定等优点,同时,由于集成运放的增益和输入阻抗都很高,输出阻抗很低,故有源滤波器还兼有放大与缓冲作用。 利用有源滤波器可以突出有用频率的信号,衰减无用频率的信号,抑制干扰和噪声,以达到提高信噪比或选频的目的,因而有源滤波器被广泛应用于通信、测量及控制技术中的小信号处理。 从功能来上有源滤波器分为: 低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、 带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)、 全通滤波器(APF)。 其中前四种滤波器间互有联系,LPF与HPF间互为对偶关系。当LPF的通带截止频率高于HPF的通带截止频率时,将LPF与HPF相串联,就构成了BPF,而LPF与HPF并联,就构成BEF。在实用电子电路中,还可能同时采用几种不同型式的滤波电路。滤波电路的主要性能指标有通带电压放大倍数AVP、通带截止频率fP及阻尼系数Q等。 带通滤波器(BPF) (a)电路图(b)幅频特性 图1 压控电压源二阶带通滤波器 工作原理:这种滤波器的作用是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。典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成。如图1(a)所示。 电路性能参数 通带增益 中心频率 通带宽度

选择性 此电路的优点是改变Rf和R4的比例就可改变频宽而不影响中心频率。例.要求设计一个有源二阶带通滤波器,指标要求为: 通带中心频率 通带中心频率处的电压放大倍数: 带宽: 设计步骤: 1)选用图2电路。 2)该电路的传输函数: 品质因数: 通带的中心角频率: 通带中心角频率处的电压放大倍数: 取,则:

有源滤波器实验报告

实验报告 课程名称:电路与电子技术实验Ⅱ指导老师:张德华成绩:__________________ 实验名称:有源滤波器实验类型:模拟电路实验 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.了解有源滤波器的工作原理、特点; 2.掌握有源滤波器典型电路的设计、分析与实现; 3.学习有源滤波器典型电路的频率特性测量方法、电路调试与参数测试,了解其滤波性能; 4.通过仿真方法进一步研究有源滤波电路,了解不同的有源滤波器结构、参数等对滤波性能的影响。 二、实验内容和原理 实验内容: 1.原理分析; 2.频率特性; 3.滤波效果。 实验原理: 0.滤波器 ⑴定义: 让指定频段的信号通过,而将其余频段上的信号加以抑制,或使其急剧衰减。(选频电路) ⑵分类: a)按照器件类型分类: 无源滤波器:由电阻、电容和电感等无源元件组成; 有源滤波器:采用集成运放和RC 网络为主体; b)按照频段分类: 低通滤波器(LPF )、高通滤波器(HPF )、带通滤波器(BPF )、带阻滤波器(BEF ); 通带:能够通过(或在一定范围内衰减)的信号频率范围; 阻带:被抑制(或急剧衰减)的信号频率范围; 过渡带越窄,说明滤波电路的选频特性越好。

⑷关键指标: 传递函数(频率响应特性函数)A v:反映滤波器增益随频率的变化关系; 固有频率(谐振频率)f c、ωc:电路无损耗时的频率参数,其值由电路器件决定; 通带增益:A0(针对LPF)、A∞(针对HPF)、A r(针对BPF); 截止频率(-3dB频率)f p、ωp:增益下降到通带增益时所对应的频率; 品质因数Q:反映滤波器频率特性的一项重要指标,不同类型滤波器的定义不同(低通、高通滤波器中,定义为当f = fc 时增益模与通带增益模之比)。 1.一阶低通有源滤波器 ⑴电路原理图: ⑵关键指标: ⑶幅频特性图: ⑴电路原理图: ⑵关键指标:

7.有源滤波器设计实验

电气工程学院 实验名称:有源滤波器设计实验课程:电路与电子技术实验2 课程号:101C0330 学期:2018春夏学期 任课教师:沈连丰

课程名称:电路与电子技术实验2 指导老师:沈连丰成绩:__________________ 实验名称:有源滤波器设计实验实验类型:练习型 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.掌握有源滤波器的分析和设计方法。 2.学习有源滤波器的调试、幅频特性的测量方法。 3.了解滤波器的结构和参数对滤波器性能的影响。 4.用EDA仿真的方法来研究滤波电路,了解元件参数对滤波效果的影响。 二、实验内容和原理 实验原理: 1.传递函数A v(s) :反映滤波器增益随频率的变化关系,也称为电路的频率响应、频率特性。 2.通带增益A v p:为一个实数。(针对LPF)、(针对HPF)、(针对BPF)、(针对BEF)。 3.固有频率f0:也称自然频率、特征频率,其值由电路元件的参数决定。 4.通带截止频率f p:滤波器增益下降到其通带增益A v p 的0.707倍时所对应的频率(也称–3dB 频率、半功率点、上限频率(ωH 、f H )或下限频率(ωL 、f L )。 5.品质因数Q:反映滤波器频率特性的一项重要指标,不同类型滤波器的定义不同。例如,在低通和高通滤波器中,定义为当时增益的模与通带增益之比。 实验内容: 1.设计一个简单的二阶、有源、低通滤波器(LPF,同相型),并测量其幅频特性。 2.设计一个简单的有源、低通滤波器(LPF,同相型),并测量其幅频特性。 3.设计一个二阶、有源、压控型(单一正反馈支路)、低通滤波器(LPF,同相型),并测量其幅频特性。 4.设计一个二阶、有源、多路负反馈型、低通滤波器(LPF,反相型),并测量其幅频特性。 三、主要仪器设备 1.集成运算放大器LM358 2.电阻电容等元器件 3.MY61数字万用表 4.示波器 5.函数信号发生器

二阶高通滤波器的设计_(2)要点

模拟电路课程设计任务书 20 10 -20 11 学年第 2 学期第 1 周- 2 周

摘要 二阶高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱(或减少)频率低于截止频率信号通过的滤波器。高通滤波器有综合滤波功能,它可以滤掉若干次高次谐波,并可减少滤波回路数。对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。其在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。本设计为分别使用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计二阶高通滤波器。二者电路都是基于芯片LM324设计而成。将信号源接入电路板后,调整函数信号发生器的频率,通过观察示波器可以看到信号放大了5倍。现在工厂对于谐波的治理,应用最多的仍然是高压无源滤波器,高压无源滤波器有多种接线方式,其中单调谐滤波器及二阶高通滤波器使用最为广泛,无源滤波器具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点, 关键字:高通滤波器;二阶;有源;

目录 前言 (4) 第一章设计内容 (5) 1.1设计任务和要求 (5) 1.2设计目的 (5) 第二章滤波器的基本理论 (6) 2.1滤波器的有关参数 (6) 2.2有源滤波和无源滤波 (7) 2.3巴特沃斯响应 (8) 第三章滤波系统中高通滤波器模块设计 (11) 3.1压控电压源二阶高通滤波电路 (11) 3.2无限增益多路反馈高通滤波电路 (12) 第四章二阶高通滤波器电路仿真 (13) 第五章系统调试 (16) 第六章结论 (17) 5.2对本设计优缺点的分析 (17) 5.1结论结论与心得 (17) 附录一LM324引脚图 (18) 附录二元件清单 (19) 附录三参考文献 (20)

东南大学模电第八次实验有源滤波器要点

东南大学电工电子实验中心 实验报告 学号:04009543 姓名:顾馨月 第8次 实验名称:有源滤波器实验 提交报告时间:2011年月日 完成名次: 成绩:审批教师:团雷鸣

实验八 有源滤波器实验 实验目的: 1、 掌握由运算放大器组成的RC 有源滤波器的工作原理 2、 熟练掌握RC 有源滤波器的工程设计方法 3、 掌握滤波器基本参数的测量方法 4、 进一步熟悉MultiSim 软件高级分析功能的使用方法 设计提示: 1、 有源滤波器设计中选择运算放大器主要考虑带宽、增益范围、噪声、动态范围这四个参 数。 (I) 带宽:当为滤波器选择运算放大器时,一个通用的规则就是确保它具有所希望滤波 器频率10倍以上带宽,最好是20倍的带宽。如果设计一个高通滤波器,则要确保运算放大器的带宽满足所有信号通过。 (II) 增益范围:有源滤波器设计需要有一定的增益。如果所选择的运算放大器是一个电 压反馈型的放大器,使用较大的增益将会导致其带宽低於预期的最大带宽,并会在最差的情况下振荡。对一个电流反馈型运算放大器来说,增益取的不合适将被迫使用对於实际应用来说太小或太大的电阻。 (III) 噪声:运算放大器的输入电压和输入电流的噪声将影响滤波器输出端的噪声。在噪 声为主要考虑因素的应用里,你需要计算这些影响(以及电路中的电阻所产生热噪声的影响)以确定所有这些噪声的叠加是否处在有源滤波器可接受的范围内。 (IV) 动态范围:在具有高Q 值的滤波器里面,中间信号有可能大於输入信号或者大於 输出信号。对操作恰当的滤波器来说,所有的这些信号必须能够通过而无出现削波或过度失真的情况 2、 目前已经有很多专业的有源滤波器设计软件如:德州仪器的Filter Pro 、国家半导体 WEBENCH? 中的Active Filter Designer 、Nuhertz Technologies 的Filter Solutions 等。这些软件可以根据您的设计指标要求很快的算出电路参数,很大程度上节省了开发周期。 预习思考: 1、 根据38页实验内容1的指标要求,设计一个低通滤波器,画出电路图,计算各元件参 数。所有的电阻和电容值必须采用标称值代替计算值。 (1) 计算过程: 根据设计要求:截止频率7.0,20==Q kHz f ,利用公式有: 根据现有元件的标称值,选择R f =44k,R F =25k , 使得 57.044 25 ≈=f F R R 逼近计算值。 此时的实际值应为7.0,57.10≈=Q A 当C C C R R R ====2121,时,

有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)

长沙学院课程设计说明书 题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系 专业(班级) 电气工程及其自动化姓名 学号 指导教师 起止日期

模拟电子技术课程设计任务书 系(部):电子与通信工程系专业:电气工程及其自动化指导教师:

长沙学院课程设计鉴定表

目录 摘要 (5) 1.电路设计 (6) 1.1.电路元件及参数的选择 (6) 1.2.电路原理图绘制 (6) 2.电路的仿真 (7) 2.1.使用Multisim9仿真波特图示仪 (7) 2.2.使用Multisim9仿真示波器 (7) 2.2.1.输入信号频率小于截止频率时的仿真 (7) 2.2.2.输入信号频率等于截止频率时的仿真 (8) 2.2.3.输入信号频率大于截止频率时的仿真 (8) 参考文献 (9) 设计总结 (9)

摘要 滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成,20世纪60年代以来,集成运放获得了迅速发展,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和输入阻抗均很高,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。但是,集成运放的带宽有限,所以目前有源滤波电路的工作频率难以做的很高,以及难于对功率信号进行 滤波,这是它的不足之处。]1[在实际电子系统中,有源滤波器运用广泛,输入信号往往是含有多种频率成 分的复杂信号,可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号,因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。完成此任务需要具有选频功能的电路。本文主要内容是设计一个能阻挡低频信号、输出高频信号的有源高通滤波电路,以及利用Multisim9对电路进行仿真。本电路所用到的运算放大器LM741EN,它的管脚1和5为调零端,管脚2为运放反相输入端,管脚3为同相输入端,管脚6为输出端,管脚7为正电源端,管脚4为负电源端,管脚8为空端。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。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 关键词:滤波器运算放大器有源滤波电路有源高通滤波电路Multisim 电路仿真

四阶有源高通滤波器课程设计

模拟电子技术课程设计报告书 课题名称 四阶有源高通滤波器 姓 名 邓平 学 号 1012201-29 学 院 通信与电子工程学院 ※※※※※※※※※ ※※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2010级电子信息工程 模拟电子技术课程设计

专业电子信息工程专业指导教师胡赛纯 2011年 12 月12日

四阶有源高通滤波器电路的设计 1设计目的 (1)初步掌握一般电子电路设计的方法,得到一些工程设计的初步训练,并为以后的专业课学习奠定良好的基础。 (2)利用教材中有源滤波器的理论知识,并查阅必要的资料设计一个四阶有源高通滤波器。 (3)通过对电子技术的综合运用,使学到的理论知识相互融会贯通,在认识上产生一个飞跃。 2 设计思路 (1)设计二阶高通滤波器的电路图,计算出电路元件的参数。 (2)在二阶高通滤波器电路的基础上,将两个二阶高通滤波器电路串联,得到一个四阶有源高通滤波器电路。 (3)将设计好的电路图放到Multisim仿真软件中进行仿真 (4)观察滤波器的幅频特性和测量技术指标参数 3 设计方案 3.1 二阶高通滤波器电路 图1是一个无源二阶高通滤波器电路,为了提高它的滤波性能和带负载的能力,将该无源网络接入由运放组成的放大电路,组成二阶有源RC高通滤波器。高通滤波电路的传递函数为:

2 00 2 2 00 ()()()/i U s s H s A U s s sw Q w ==++ 图1 是一个二阶高通滤波器 其传输函数为: 2 2 ()()1(3)() v vp vp sCR A s A A sCR sCR =?+-+ 通带放大倍数: 1 1f up R A R =+ 截止频率: 1 2p f RC π= 品质因数: 13up Q A = - 3.2 四阶高通滤波器电路 四阶高通滤波器的特点是,只允许高于截止频率的信号通过,通过两个二阶高通滤波器电路的串联可得一个四阶高通滤波器电路。下图是四阶高通滤波器的

RC有源滤波器实验设计报告

《RC有源滤波器快速设计》 实验报告 小组成员:黄文成 习灿 方丹 指导老师: 汤依婷 湖北经济学院电子工程系 2013.03

摘要: 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 让一定范围内的频率通过,抑制或者急剧衰减频率范围以外的信号。因受到运算放大器带宽的限制,这类滤波器仅适用于低频范围。根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。滤波器的用处非常大,它可以处理信号,虑去无用的干扰信号,使信号满足自己的需要。如许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。目前,滤波器被广泛用于通信、广播、雷达以及许多仪器设备中。 设计性能指示要求 方案(一) 一级二阶低通与一级二阶高通级联。截至频率 Hz f H 3000=,Hz f L 300=, 增益10=V A 阻带衰减速度为-40dB/10倍频 方案(二) 一级二阶带通滤波器。中心频率KHz f 10=,增益2=V A ,品质因素10=Q 一、方案设计 方案(一) 实现二阶带通滤波器的电路有压控电压源(VCVS )电路和无限增益多路反馈(MFB)电路。如果要求带宽BW 的范围很宽,可采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联,但其阻带的衰减率为-40db/10倍频程,滤波器的带宽由两个滤波器的截止频率所决定。所以我们选用一个截止频率为300Hz ,增益为2的二阶低通滤波器和一个截止频率为3KHz ,增益为5的二阶高通滤波器。 方案(二)

二阶带通滤波器 的性能参数有中心角频率0w 或0f ,0w 对应的增益为v A ,带宽L H f f BW -=,品质因素BW f Q 0 =,Q 值越高,滤波器选择性越好,衰减速 度越高,但Q 值也不能太高,否则会使电路难以调整,故取10=Q 。 二、电路设计 设计步骤: 1.根据截至频率c f 选定一个电容C 的标称值(单位uF ),使其满足C f K c 100 = (101≤≤K ) 2.设计表中查出与v A 对应的电容值及1=K 时的电阻值,再将这些电阻值乘以参数K ,得到电阻的设计值。 3.实际调整并修改电容、电阻值,测量滤波器的性能参数是否满足设计要求。 三、调试与测试结果 1. 低通滤波电路仿真图

低通滤波器设计实验报告完整版

低通滤波器设计实验报 告 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

低通滤波器设计 一、设计目的 1、学习对二阶有源RC 滤波器电路的设计与分析; 2、练习使用软件ORCAD (PISPICE )绘制滤波电路; 3、掌握在ORCAD (PISPICE )中仿真观察滤波电路的幅频特性与相频特性曲线 。 二、设计指标 1、设计低通滤波器截止频率为W=2*10^5rad/s; 2、品质因数Q=1/2; 三、设计步骤 1、考虑到原件分散性对整个电路灵敏度的影响,我们选择 R1=R2=R,C1=C2=C ,来减少原件分散性带来的问题; 2、考虑到电容种类比较少,我们先选择电容的值,选择电容 C=1nF; 3、由给定的Wp 值,求出R 12121C C R R Wp ==RC 1=2*10^5 解得:R=5K 4、根据给定的Q ,求解K Q=2121C C R R /K)RC -(1+r2)C1+(R1= K -31 解得:K=3-Q 1 =

5、根据求出K值,确定Ra与Rb的值 Ra=2 K=1+ Rb Ra=Rb 这里取 Ra=Rb=10K; 四、电路仿真 1、电路仿真图: 2、低通滤波器幅频特性曲线 3、低通滤波器相频特性曲线 注:改变电容的值:当C1=C2=C=10nF时 低通滤波器幅频特性曲线 低通滤波器相频特性曲线 五、参数分析 1、从幅频特性图看出:该低通滤波器的截止频率大约33KHz, 而我们指标要求设计截止频率 f= Wp/2= 存在明显误差; 2、从幅频特性曲线看出,在截至频率附近出现凸起情况,这是二阶滤波器所特有的特性; 3、从相频特性曲线看出,该低通滤波器的相频特性相比比较好。 4、改变电容电阻的值,发现幅频特性曲线稍有不同,因此,我们在设计高精度低误差的滤波器时一定要注意原件参数的选择。 六、设计心得:

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