000二阶有源带通滤波器设计及参数计算
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。
）三．滤波器设计步骤1.根据应用场合确定滤波器响应类型和电路拓扑；2.确定截止频率、阶数、Q值等参数，通过滤波器设计软件得到电路及相应R、C参数；3.通过仿真实现并检验上步得到的电路能否满足设计参数要求，并进行相应优化修改；（优化方法：等比例缩放法。
二阶有源滤波器全参数计算
二阶有源滤波器设计一．滤波器类型按照在f=f0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。
）三．滤波器设计步骤1.根据应用场合确定滤波器响应类型和电路拓扑；2.确定截止频率、阶数、Q值等参数，通过滤波器设计软件得到电路及相应R、C参数；3.通过仿真实现并检验上步得到的电路能否满足设计参数要求，并进行相应优化修改；（优化方法：等比例缩放法。
(完整版)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：图2 无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波器电路。
二阶有源带通滤波电路
二阶有源带通滤波电路二阶有源带通滤波电路是一种常见的电子电路，它能够在一定频率范围内通过信号，同时阻隔其他频率的信号，常用于音频处理、通信系统等方面。
本文将从以下几个方面详细阐述二阶有源带通滤波电路的原理、设计和应用。
第一步，阐述有源滤波器的基本原理。
有源滤波器是利用运算放大器的放大作用来实现滤波的电路，因此其具有较高的增益和稳定性，能够在较宽的频率范围内实现滤波，同时还能够通过调整电路参数来实现所需的滤波特性。
基本的有源滤波器包括有源低通滤波器、有源高通滤波器、有源带通滤波器和有源带阻滤波器。
第二步，讲解二阶有源带通滤波电路的设计。
在二阶有源带通滤波电路中，通常采用两个运算放大器进行级联，构成一个二阶电路结构。
在电路的输入端和输出端之间，通过一个带通滤波器来实现所需的频率范围内的有源增益，同时阻隔其他频率范围的信号。
该电路的设计主要包括电路参数的选择和运算放大器的配置等方面。
在参数设计时需要确保所选参数能够滤除杂波和噪声的同时保持信号的快速响应，同时在运算放大器的配置中要考虑放大器的增益和带宽等特性。
第三步，介绍有源带通滤波器的应用。
有源带通滤波器广泛应用于音频处理、无线通信系统、雷达信号处理等方面。
在音频处理中，可以通过有源带通滤波器来实现音乐合成、均衡器、调音台等功能，使得音频效果更加优美；在无线通信系统中，有源带通滤波器不仅能够滤除杂波和噪声，还能够增强所需频段的信号强度，提高系统的信号传输质量；在雷达信号处理中，有源带通滤波器能够滤除多普勒杂波和敌我干扰等干扰信号，提高雷达探测和目标识别的准确性。
通过以上三个方面的介绍，我们可以基本了解二阶有源带通滤波电路的原理、设计和应用。
二阶有源带通滤波电路在电子技术领域中有着广泛的应用，可以有效地滤除杂波、噪声和干扰信号，保持所需信号的清晰度和稳定性。
模电课程设计：二阶有源带通滤波器
模电课程设计：二阶有源带通滤波器课程设计任务书学生姓名：XXX 专业班级：电信XX指导教师：曾刚工作单位：信息工程学院题目：有源带通滤波器初始条件：具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计一个有源带通滤波器。
2、通带范围为50HZ-20KHZ，带内电压变化小于0.5dB 。
3、自制直流电源。
4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书时间安排：十八周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要........................................................................................................................... ....................... I 1 有源带通滤波器理论设计 (1)1.1简介 (1)1.2工作原理 (1)1.3 二阶有源滤波器设计方案 (2)1.3.1原理图 (2)1.3.2低通滤波电路 (2)1.3.3高通滤波电路 (3)1.3.4原件参数选取 (4)2 二阶有源滤波器实际仿真与测试 (5)3 误差分析 (7)3.1 元器件误差 (7)3.2运放的性能 (7)3.3仪器误差 (7)3.4直流稳压电源供电误差 (7)4 直流稳压电源设计 (8)5 心得体会 (9)参考文献 (10)致谢 (11)摘要在《模拟电子技术基础》的学习基础上，针对课设要求，设计有源带通滤波器，计算出符合条件要求的原件参数，通过Multisim仿真和焊接完电路后的实际测量数据，验证参数的取值。
关键词：有源带通滤波器参数Multisim仿真1 有源带通滤波器理论设计1.1简介带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。
二阶有源低通滤波器参数计算
二阶有源低通滤波器参数计算二阶有源低通滤波器是一种常用的电子滤波器，它可以对输入信号进行滤波，将高频信号抑制，只保留低频信号。
本文将介绍二阶有源低通滤波器的参数计算方法。
我们需要确定二阶有源低通滤波器的截止频率和品质因数。
截止频率是指在该频率以下，滤波器的增益开始下降。
品质因数则表征了滤波器的衰减速度和频率响应的尖锐程度。
截止频率的计算方法如下：1. 首先，确定所需的截止频率（以赫兹为单位），记为f_cutoff。
2. 根据所给的电阻和电容数值，计算截止频率f_cutoff对应的角频率ω_cutoff，公式为：ω_cutoff = 1 / (R1 * C1)。
3. 将角频率转换为赫兹，公式为：f_cutoff = ω_cutoff / (2 * π)。
品质因数的计算方法如下：1. 首先，确定所需的品质因数，记为Q。
2. 根据所给的电阻和电容数值，计算品质因数Q对应的角频率带宽BW，公式为：BW = 1 / (R2 * C2)。
3. 计算品质因数Q，公式为：Q = ω_cutoff / BW。
在确定了截止频率和品质因数之后，我们还需要计算滤波器的放大倍数。
放大倍数决定了滤波器在截止频率附近的增益衰减情况。
放大倍数的计算方法如下：1. 首先，确定所需的放大倍数，记为A。
2. 根据所给的电阻和电容数值，计算放大倍数A对应的增益K，公式为：K = 1 + (R2 / R1)。
3. 计算放大倍数A，公式为：A = K * (1 + (R3 / R4))。
我们还需要计算滤波器的输入和输出阻抗。
输入阻抗决定了滤波器对输入信号的影响程度，输出阻抗则决定了滤波器输出信号的稳定性。
输入阻抗的计算方法如下：1. 首先，确定所给的电阻和电容数值，计算输入阻抗Z_in，公式为：Z_in = R1。
输出阻抗的计算方法如下：1. 首先，确定所给的电阻和电容数值，计算输出阻抗Z_out，公式为：Z_out = R2。
总结起来，二阶有源低通滤波器的参数计算包括截止频率、品质因数、放大倍数、输入阻抗和输出阻抗的计算。
二阶有源滤波器计算器
二阶有源滤波器计算器首先，我们假设使用一个运算放大器作为有源滤波器的放大器。
运算放大器具有非常高的增益和输入阻抗，可以起到放大输入信号的作用。
H(s)=K/(s^2+βs+ω0^2)其中，H(s)表示滤波器的传递函数，s是频率的复变量，K是放大器的增益，β是阻尼系数，ω0是共振频率。
为了计算传递函数，我们需要确定放大器的增益K和阻尼系数β。
放大器的增益K可以通过选择合适的电阻和电容来设置。
例如，我们可以使用一个电阻和一个电容来构造一个低通滤波器，或使用两个电阻和一个电容来构造一个高通滤波器。
阻尼系数β可以通过调整电阻和电容来设置。
较小的β值将导致较高的共振峰，而较大的β值将导致较宽的带宽但较低的共振峰。
共振频率ω0可以通过选择合适的电阻和电容来设置。
共振频率是滤波器响应的中心频率，决定了滤波器的通带、阻带和带宽。
总的来说，设计一个二阶有源滤波器需要确定以下参数：1.放大器的增益K2.阻尼系数β3.共振频率ω0根据所需的滤波器特性，可以选择合适的电阻和电容值来设置这些参数。
一些常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
示例：假设我们要设计一个二阶低通滤波器，希望截止频率为1kHz，增益为10倍。
首先，我们可以选择一个适当的阻尼系数β值，例如0.707、然后，根据截止频率和阻尼系数，我们可以计算共振频率ω0。
ω0 = 2 * π * fc其中，fc是截止频率。
例如，如果fc = 1kHz，则ω0=2*π*1kHz=6.28kHz接下来，我们可以选择一个适当的放大器增益K值，例如10。
然后，我们可以使用这些参数来计算滤波器的传递函数。
H(s)=10/(s^2+0.707s+6.28^2)通过计算传递函数，我们可以了解滤波器的频率响应和幅频特性。
最后，我们可以选择适当的电阻和电容值来实现滤波器。
例如，可以选择100Ω的电阻和1μF的电容来设置滤波器的参数。
请注意，这只是一个示例，并且具体的计算取决于所需的滤波器类型和特性。
二阶带通滤波器的设计
二阶带通滤波器的设计二阶带通滤波器是一种滤波器，可以使特定频率范围内的信号通过，而将其他频率的信号抑制。
它通常由一个高通滤波器和一个低通滤波器级联组成。
在设计二阶带通滤波器时，需要确定滤波器的通带范围、通带增益、截止频率以及滤波器的类型等参数。
首先，我们需要确定滤波器的通带范围。
带通滤波器可以通过选择适当的通带上下限来实现。
通带上限和下限确定了滤波器在哪个频率范围内起作用。
例如，我们可以选择通带范围为500Hz到2kHz。
然后，确定滤波器的通带增益。
通带增益指的是滤波器在通带范围内的增益情况。
通常，滤波器的通带增益为0dB，表示不对信号进行增益或衰减。
但也可以根据实际需求，设置通带增益为正值或负值。
接下来，我们需要确定滤波器的截止频率。
截止频率是指信号衰减到一定程度的频率。
在带通滤波器中，我们需要选择低通滤波器和高通滤波器的截止频率。
低通滤波器的截止频率应高于通带上限，而高通滤波器的截止频率应低于通带下限。
一般来说，截止频率的选择应根据信号频谱分布和带宽要求来确定。
在选择截止频率之后，我们需要确定滤波器的类型。
常用的二阶带通滤波器类型包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等。
它们在滤波器的通频带宽、衰减特性和相位响应等方面有不同的性能。
根据具体情况选择最适合的滤波器类型。
一旦确定了以上参数，我们可以开始设计二阶带通滤波器。
设计的主要步骤包括：1.设计低通滤波器：利用所选的滤波器类型，设计一个低通滤波器，其截止频率为所选的通带下限。
2.设计高通滤波器：同样地，利用所选的滤波器类型，设计一个高通滤波器，其截止频率为所选的通带上限。
3.级联滤波器：将低通滤波器和高通滤波器按级联方式连接，形成二阶带通滤波器。
4.调整参数：根据实际应用需求，调整滤波器的参数，如增益、截止频率等。
5.仿真和测试：利用计算机软件或硬件进行滤波器的仿真和测试，检查其频率响应和相位响应等性能是否满足要求。
总结起来，设计二阶带通滤波器需要确定滤波器的通带范围、通带增益、截止频率和滤波器类型等参数。
二阶带通滤波器的设计报告
二阶带通滤波器的设计报告一、引言带通滤波器是一种能够通过特定频率范围内的信号，而抑制其他频率信号的电子滤波器。
二阶带通滤波器是一种常用的滤波器类型，具有较好的滤波效果和相对简单的电路结构。
本文将介绍二阶带通滤波器的设计方法与实现过程。
二、二阶带通滤波器的原理三、二阶带通滤波器的设计步骤1.确定滤波器的通带中心频率：根据具体应用需求，确定滤波器需要通过的频率范围，并取其中心频率为设计目标。
2.确定通带增益：根据应用需求，确定滤波器在通带范围内需要增益的大小。
3.计算滤波器的品质因子：品质因子（Q值）是评价滤波器带宽与衰减特性的重要参数。
根据设计要求和公式，计算出所需的Q值。
4.确定滤波器的截止频率：根据所需的通带带宽和中心频率，计算出滤波器的上下截止频率。
5.设计滤波器的电路结构：根据已知的截止频率、Q值和增益，选择适合的电路结构实现二阶带通滤波器。
6.计算滤波器的元件数值：根据所选电路结构和设计参数，计算出各个元件的数值。
7.绘制滤波器的电路原理图：将计算出的元件数值和电路结构绘制为电路原理图。
8.仿真与验证：使用电子仿真软件对滤波器的性能进行仿真与验证。
9.实际实现：根据电路原理图，选择适合的元器件进行实际的电路实现。
10.测试与调整：使用测试仪器对实际实现的滤波器进行测试，并根据测试结果进行调整，以达到设计要求。
四、实例以设计一个中心频率为1kHz，通带增益为10dB，通带带宽为500Hz的二阶带通滤波器为例进行说明。
1.确定滤波器的通带中心频率为1kHz。
2.确定通带增益为10dB。
3. 计算滤波器的品质因子。
根据公式Q=fc/BW，其中fc为中心频率，BW为通带带宽，计算得到Q=24.确定滤波器的截止频率。
根据中心频率和通带带宽，可以计算出滤波器的上下截止频率为900Hz和1100Hz。
5. 选择适合的电路结构。
本例选择经典的Sallen-Key滤波器结构进行设计。
6.计算滤波器的元件数值。
二阶带通滤波器设计报告
二阶带通滤波器设计报告
摘要：有选择性传输特定频率范围内信号的电路称为滤波电路（或滤波器），其功能是：允许规定频率范围内的有用信号通过，不允许规定频率范围之外的的无用信号（干扰信号）通过。
目前，滤波器被广泛地用在通信、广播、雷达以及许多仪器和设备中。
滤波器的应用频率范围极宽，有适用于低到零点几赫的滤波器，也有高到微波波段的滤波器。
根据滤波频率的中心频率和其他要求的不同，滤波器中采用各种谐振元件，电感、电容是最常用的谐振元件。
关键词：滤波器 带通 巴特沃斯 压控
一 有源带通滤波器电路组成原理：
由低通滤波器和高通滤波器串联连接组成，而低通滤波电路的截止频率fp1应高于高通滤波器的截止频率fp2,其通频带为（fp1-fp2）,带通滤波电路组成框图如下: U o U o U
二 二阶带通滤波器电路（VCVS ）图
三 二阶带通滤波器参数设置方法
由二阶带通滤波器的设计表其性能参数有：中心角频率ω或f0,0ω对应的增益v A ；带宽BW=l h ωω- 或BW=Fh-Fl,其中h ω称为上截止角频率， 称为下截止角频率；品质因素
Q= 0ω/ BW 或Q= 0ω/ B ，Q 值越高，滤波器的选择性越好，衰减速率越高，但Q 值也
不能太高，否则会使电路难以调整，一般取Q <=10较好。
如果要求带宽的范围很宽，则可
采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联的方法，这时滤波器阻带的衰减速率为-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。
参考文献：
谢自美．电子线路设计•实验•测试•华中科技大学出版社
刘祖刚．模拟电路分析与设计基础•机械工业出版社。
二阶有源带通滤波器
院、系、部
通信与电子工程学院
专业
电子科学与技术
指导教师
蒋冬初
2013年12月26日
一、设计任务及要求：
设计任务：
设计一个二阶有源带通滤波器
要求：
1.带通滤波器的通带增益为 ，中心频率为 ，品质因素 。
2设计电路具有元器件少，增益稳定，幅频响应好等特点
指导教师签名：
2013年12月日
(3)实验调整并修改电容，电阻值，测量滤波器的性能参数，绘制幅频特性。
表2 电路的设计表 二阶带通滤波器设计表
性能参数
设计表
电路元件值（Q=0.707）
Av=2 R1=15.92K R2=15.92K R3=31.83K
R4=-20K R5=11.72K
注意事项
（1）电阻的标称值竟可能近似于设计值，尽可能采用金属膜电阻及容差小于10%的电容。
6理论计算
1）二阶带通滤波电路
表3测量分析二阶带宽电路幅频特性
R1
R2
R3
R4
R5
U
Aumf/dB
测量值
Fh/Hz
测量值
Fh/Db
理论值
15.82k
15.92k
31.83k
20k
11.72k
0.01u
-2.3
1.932
1.932
2)理论值计算与分析
①
S=
②
③ +
2）放大器的作用
在电路中运用了通向输入运放，其闭环增益RVF=1+R5/R4，同相放大器具有输入阻抗高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。
3）反馈网络的作用
将输出信号的一部分或者全部通过牧电路印相输入端，称为反馈，其中的电路称为反馈哦网络，反馈网络分为正负反馈。
《模拟电子技术基础》课程设计-二阶有源带通滤波器设计
《模拟电子技术基础》课程设计-二阶有源带通滤波器设计
一、背景介绍
滤波器是电子电路中比较常用的部件，它可以起到限制电路中某些频率信号的作用，从而达到指定频率及消隐其它频率信号的目的。
由于其可以灵活控制输出信号，因此将滤波器应用到各种电子元件设计中，尤其是各种传感器应用中，使其输出精确明确。
二、二阶有源带通滤波器
二阶有源带通滤波器是电子电路中最常用的滤波器。
它具有极高的非线性斜率，与各种多种模拟电路应用密切相关，如多调制，编解码，数字信号的发生和接收等。
它包括两个一阶有源元件，一个是放大器，一个是滤波器，他们两个相互耦合，形成了一个较大的滤波限制电路。
三、设计步骤
（1）确定滤波器的有效频率范围：在设计带通滤波器过程中，首先要确定滤波器的有效频率范围，以确保能够带通这个频率范围中的希望被处理的信号；
（2）确定滤波器的输入阻抗：滤波器的输入阻抗可以从外部而来，也可以从电路的内部而来；
（4）确定滤波器的放大器增益：由于放大器如何影响滤波器，因此需要确定放大器的增益，以使滤波器能够有效运行；
（5）确定滤波器的电源：需要确定滤波器的电源电压，以便让电路正常工作；
（6）完成实际布线：按照设计及电路原理图完成实际的布线，并完成滤波器的测试工作。
四、结论
本文简要介绍了二阶有源带通滤波器的相关内容，将滤波器实际应用到电子元件设计中，改善信号质量及抗干扰性能，是有效提高其性能的重要部件。
在实际设计过程中，需要充分考虑滤波器的各种参数，以便最终获得性能最佳的设计方案。
二阶有源带通滤波器设计
摘要在学习《模拟电子技术基础》的基础上，针对课程设计要求，设计一个通带为0.833KHz、中心频率为5KHz、品质因素为6、最大增益为2的带通滤波器，选择有源滤波器的快速设计法为设计方案，计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数，通过Multisim软件仿真和电路板的制作，对所选的方案进行调试，验证方案的正确性，并将实际设计的滤波器与仿真得到的滤波器进行比较，分析误差产生的原因。
关键字：带通；滤波器；快速设计法；Multisim仿真；调试；分析误差目录引言·31.设计任务及要求·32.方案选择·33. 二阶有源带通滤波器理论设计·4 3.1 简介··43.2 工作原理··43.3 传递函数及性能参数··53.4 器件参数的选取··63.5 Multisim仿真及仿真数据处理··64. 电路板的制作·84.1 原理图和PCB图的绘制··84.2 电路板制作过程··95. 电路板的调试·105.1 调试的仪器··105.2 调试过程及结果··105.3 调试所遇到的问题··135.4 调试误差分析··136. 结论·13谢辞·15参考文献·16附录·17引言本论文主要讨论信号的处理电路，其中一种电路称为模拟滤波器，模拟滤波器的主要功能是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，本文主要研究由电阻、电容和运算放大器组成的有源带通滤波电路，其原理是通过对电容、电阻参数的配置，使得模拟滤波器对频率在通带内的频率分量呈现很小的阻抗，而对频带外的频率分量呈现很大的阻抗，这样当负载电流信号通过该模拟带通滤波器的时候就可以把通带内的信号提取出来，把通带外的信号去除。
二阶有源带通滤波器的设计要点
二阶有源带通滤波器的设计要点1.滤波器类型选择：确定所需的滤波器类型，例如巴特沃斯滤波器、切尔文斯基滤波器等。
每种类型的滤波器都有不同的特性，满足不同的滤波要求。
2.频率范围选择：确定希望滤波器通过的频率范围，这取决于应用的需求。
可以根据信号的频率分析，选择适合的频率范围。
4.滤波器特性：选择滤波器的增益和增益稳定性要求。
对于有源滤波器，可以通过负反馈回路来实现增益调节，并确保稳定性。
5.滤波器的阶数：确定所需的滤波器阶数。
二阶滤波器在频率响应和滤波特性方面通常比一阶滤波器更好。
较高阶数的滤波器可以在抑制带内获得更好的滚降特性。
6.滤波器的增益：确定所需的增益量，以及频率范围内的增益平坦度。
增益可以通过有源放大器的放大倍数调节。
7.模拟滤波器设计：根据滤波器类型和阶数，设计滤波器的模拟电路。
这通常包括选择合适的运算放大器、电容和电阻值，以及设置反馈网络。
8.有源放大器选择：选择适合的有源放大器来放大输出信号。
放大器的选择取决于所需的增益、频率范围和电源电压等因素。
9.噪声和失真：考虑滤波器的噪声级别和失真程度。
噪声和失真可以通过选择合适的放大器和电路设计来最小化。
10.调试和优化：完成滤波器的原理图和PCB设计后，进行调试和优化。
这可能包括电路的频率响应测试、增益平坦度测试和稳定性分析等。
11.参数调整和性能评估：根据实测数据，调整滤波器电路中的元器件数值，以达到所需的滤波特性。
通过频率响应和失真分析，评估滤波器的性能。
12.结果验证和应用：验证滤波器的性能是否满足实际应用的要求。
如果需要，可以进行进一步的调整和优化。
以上是设计二阶有源带通滤波器的一些要点。
设计者应该根据具体的应用需求和电路参数进行适当的调整和优化。
二阶有源滤波器全参数计算
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。
）三．滤波器设计步骤1.根据应用场合确定滤波器响应类型和电路拓扑；2.确定截止频率、阶数、Q值等参数，通过滤波器设计软件得到电路及相应R、C参数；3.通过仿真实现并检验上步得到的电路能否满足设计参数要求，并进行相应优化修改；（优化方法：等比例缩放法。
二阶有源带通滤波器的设计
设计任务书一、设计目的掌握二阶压控电压源有源滤波器的设计与测试方法二、设计要求和技术指标带通滤波器：通带增益 up A 2；中心频率：0f =1kHz ；品质因数Q=0.707.要求设计电路具有元件少、增益稳定、幅频响应好等特点。
2、设计内容及步骤（1）写出电路的传递函数，正确计算电路元件参数，选择器件，根据所选器件画出电路原理图，并用multisim 进行仿真。
（2）安装、调试有源滤波电路。
（3）设计实验方案，完成滤波器的滤波性能测试。
（4）画出完整电路图，写出设计总结报告。
三、实验报告要求1、写出设计报告，包括设计原理、设计电路、选择电路元器件参数、multisim 仿真结论。
2、组装和调试设计的电路检验该电路是否满足设计指标。
若不满足，改变电路参数值，使其满足设计题目要求。
3、测量电路的幅频特性曲线。
4、写出实验总结报告。
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带通滤波器。
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。
RC有源滤波器设计1.1总方案设计1.1.1方案框图图1.1.1 RC有源滤波总框图1.1.2子框图的作用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。
二阶有源带通滤波器
模拟电子技术课程设计说明书二阶有源带通滤波器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：雷美艳职称：副教授专业：电子信息工程班级：电子1302班完成时间：2015年7月4日课程设计评定意见《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程摘要滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个网络，它允许某些频率的信号通过，而其他频率的信号受到衰减或抑制。
本设计介绍了带通滤波器的工作原理及设计方法，设计了一个由高通滤波器电路和低通滤波器电路级联而成的带通滤波电路，给出了系统的电路设计方法以及主要模块的原理分析。
本文也给出了带通滤波器各参数的计算方法，设计了一个中心频率为1KHZ，增益为2-3倍，截止频率为800-1200HZ的带通滤波器。
关键词：带通；滤波器；截止频率；通带增益；运算放大器ABSTRACTSelectivity of the filter is the frequency of the input sig nal has a network which allows frequency signals, while othe r frequencies of the signal was attenuated or inhibited. The design principle and design method of bandpass, designed a h igh-pass filter circuits and low-pass filter circuits cascadin g of band-pass filter, gives the system circuit design metho d and principle analysis of the main module. Band-pass filte rs are also given in this paper the parameters of the meth od, design a centre frequency of 1KHZ, gain to 2-3, band-pa ss filter cutoff frequency of 800-1200HZ.Key words ：Band-pass；Rejector; Abort Frequency; Passband Gain目录前言 (1)第一章设计任务及要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计内容 (2)1.3 设计要求 (2)第二章设计方案 (3)第三章电路设计 (4)3.1 电路设计原理图 (4)3.2 参数设计 (5)3.3 仿真和性能测试与分析 (7)3.4 直流稳压电源的设计 (12)第四章电路板的制作 (16)4.1 PCB 图的绘制 (16)4.2 电路板的制作 (16)4.3 实物图 (17)第五章电路板的调试 (18)5.1 调试过程 (18)5.2 调试结果 (18)5.3 调试结果分析 (20)第六章心得体会 (21)参考文献 (21)致谢 (21)附录 (22)前言随着计算机技术的发展，电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革。
二阶带通滤波器的设计
二阶带通滤波器的设计
二阶带通滤波器是一种常用的滤波器类型，用于从信号中提取一定频率范围内
的信号。
它具有一定的带宽和中心频率，可以使频率落在该范围内的信号通过，同时将其他频率的信号削弱或滤除。
设计一个二阶带通滤波器，需要确定以下参数：中心频率、带宽和滤波器的阶数。
中心频率是滤波器起作用的频率，带宽是指通过的频率范围，而滤波器的阶数则决定了滤波器的陡峭度和衰减。
首先，选定所需的中心频率和带宽。
这取决于具体应用的信号特征和需求。
一
般来说，中心频率是要传递的信号的主要频率，带宽则取决于所需的频带范围。
其次，选择适合的滤波器结构。
常见的二阶带通滤波器结构有多种，如Sallen-Key结构、多反馈结构等。
根据实际需求和性能要求，选用合适的结构。
然后，根据所选滤波器结构的传输函数，进行滤波器参数的计算和电路元件的
选择。
这包括计算电阻、电容和放大器增益等参数。
可以使用标准的电路设计工具或计算公式来进行设计计算。
设计完成后，可以进行电路模拟和验证。
通过使用电路仿真软件，验证滤波器
的性能和频率响应。
如果符合预期要求，可以进行实际电路的制作和调试。
在制作和调试过程中，需要注意信号的输入输出匹配、电源供应干净稳定以及
电路的地线布局等。
这些因素都可能影响滤波器的性能和稳定性。
总而言之，设计一个二阶带通滤波器需要确定中心频率、带宽和滤波器的阶数，选择适合的滤波器结构，进行参数计算和电路元件选择，进行电路模拟和验证，最后制作和调试电路。
这样才能得到一个符合要求的二阶带通滤波器。
二阶有源滤波器设计1
+ R4 R3
+
uo
1 fo = 2RC
Q=0.707
1 fo = 2RC
Q=0.707
R1=R/2Q R2=2QR
Aup=1+R4/R3 R1=R2=R, Aup=3-1/Q=1+R4/R3 R4=R3（2-1/Q）
二阶有源滤波器的设计参数设计
查表设计法
表4
Aup R1 R2 R3 R4
二阶有源压控高通滤波器电路对应的元件元件值 1
为f=0时放大倍数
R3 + C2 R2 +
Vcc Vcc
1 fo = 2 R2 R3C1C2
Q=
R1 C1
+ R2 R3 / R1 + R3 / R2 + R2 / R
+
R5
∞
+ + uo -
R3起什么作用？ 起正反馈作用，提高Q值
-
二阶有源滤波器的设计
R1 R3 + C2 R2 +
R4 Aup = 1 + R5
o
取R4=R5，C=C1
1 R2C 2 ( R1 + R3 )
R3 Aup = 2R1
o
C = C1
1 fo = 2
fo Q= 或 （BW ≤o时） BW BW
1 fo = 2
1 C 2 R1 R2
Q可取4、5、6、8、10）
Q可取5、6、7、8、10）
(压控)电路元件值（Q=4）
二阶有源滤波器设计方法
在滤波器设计时，通常给定的设计指标： 截止频率fo、通带内增益Aup及滤波器品质因数Q （二阶通常取0.707） 仅有fo、Aup、Q这三个值求电路中所有的的RC值 是相当困难的 例如：二阶压控低通滤波器 1 R4 o = Aup = 1 + R3 R1R 2 C1C2
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。
）三．滤波器设计步骤1.根据应用场合确定滤波器响应类型和电路拓扑；2.确定截止频率、阶数、Q值等参数，通过滤波器设计软件得到电路及相应R、C参数；3.通过仿真实现并检验上步得到的电路能否满足设计参数要求，并进行相应优化修改；（优化方法：等比例缩放法。
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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：
图2 无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波器电路。