有源低通滤波器的设计与仿真分析

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巴特沃斯有源低通滤波器的设计

巴特沃斯有源低通滤波器的设计随着社会科学技术的飞速发展，各种科技产品在人类社会中随处可见，极大的丰富了人们的日常生活。

物联设备、可穿戴设备以及虚拟仪器产品在各种应用和消费场合变得极为普遍。

就目前而言，在几乎所有的电子产品中，各种增益、带宽以及高性能的滤波器都发挥着至关重要的作用，例如可穿戴设备的语音信号输入系统中，运用高性能的低通滤波器进行语音信号的降噪、滤波、回声消除，来提高系统的音质和语音识别精准度等。

本篇论文重点研究了巴特沃斯滤波器的设计方法。

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。

本文首先采用归一法推导出满足设计要求的巴特沃斯滤波器的传递函数，接着求出了各阶滤波器电容、电阻的参数。

并采用级联法，将低滤波器连接成三阶滤波器以满足滤波要求，然后用Multisim电路仿真软件仿真出其电路图进行了验证。

关键词：有源；低通；滤波器；巴特沃斯；运算放大器第一章引言1.1 滤波器简介滤波本质上是将原始信号所携带的信息从被噪声扭曲和污染的信号中提取出来的过程。

滤波器是一种能使一定频率范围内的信号顺利通过，而使其他频率的信号受到较大的衰减的电路，主要用于滤除干扰信号。

一般在微弱信号放大的同时附加滤波功能或在信号采样前使用滤波器。

在近现代的科技发展中，滤波器作为一种必不可少的组成成分，在仪器仪表、智能控制、计算机科学、通信技术、电子应用技术和现代信号处理等领域有着十分重要的作用。

滤波器作为一门学科已经有了仅一百年的历史了，自从德国的Wagner和美国的Campbell在1915年提出了滤波器的概念至今，它经历了由简单到复杂，由分立器件到单片集成，由有源到无源，由模拟到数字的发展历程。

电力系统中一般都会有谐波的存在，但是如果存在着大量谐波则会带来很大的危害，也会造成一定的经济损失。

有源低通滤波器设计

有源低通滤波器设计有源低通滤波器（Active low-pass filter）是一种电路，用于将高频信号从输入信号中滤除，只传递低频信号。

它由一个有源元件（如运算放大器）和被动元件（如电阻和电容）组成。

有源低通滤波器可以通过调整电路参数来实现不同的截止频率，并且具有较高的增益和较低的失真。

1. 确定电路结构：有源低通滤波器的基本电路结构通常是由一个运算放大器和被动元件（电阻和电容）组成的。

常见的结构包括Sallen-Key结构、多级级联结构等。

根据设计要求选择适合的电路结构。

2.选择元件参数：元件参数的选择决定了有源低通滤波器的截止频率和增益等性能。

根据设计要求确定电阻和电容的数值。

通常，电容的大小与截止频率成反比，而电阻的选择可以根据需要来确定。

3.进行频率响应分析：通过对电路进行频率响应分析可以评估有源低通滤波器的性能。

频率响应分析可以通过理论计算、模拟仿真和实验验证等方式来进行。

在进行频率响应分析时，需要计算或测量电路的增益和相位的变化随频率的变化情况。

4.优化设计：根据频率响应分析的结果，可以对设计进行优化。

例如，根据需要可以调整电容和电阻的数值来实现所需的截止频率和增益。

同时，通过优化元件的选择，例如选择高质量的电容和电阻，可以改善有源低通滤波器的性能。

总结：有源低通滤波器设计涉及电路结构选择、元件参数选择和频率响应分析等步骤。

通过合理选择电路结构和元件参数，并进行频率响应分析和优化设计，可以实现所需的低通滤波器性能。

在设计过程中需要考虑电路的稳定性、失真等问题，以保证滤波器的可靠性和性能。

二阶有源低通滤波电路的设计与分析

二阶有源低通滤波电路的设计与分析有源滤波电路是一种灵活、可靠和性能卓越的滤波器，广泛用于通信、控制和测量等领域。

本文介绍了实现二阶有源低通滤波器的基本原理，并通过计算机仿真分析了设计过程中遇到的一些问题。

一、二阶有源低通滤波器原理有源低通滤波器是一种混合型滤波器，它具有电容和电感耦合之间的耦合，从而实现了低通特性。

其基本原理是，将输入信号分别经过两个放大器，然后将放大器的输出信号反馈到电容的两个端，进而形成一个闭环系统，以构成一个连续反馈低通滤波器，达到滤波的目的。

二、有源低通滤波器的设计有源低通滤波器的设计有三个要考虑的重要参数，包括滤波器的频率特性，输入阻抗和输出阻抗。

1.滤波器频率特性：有源低通滤波器的基本频率特性可以使用Bessel函数表示。

它的特性截止频率可以用“截止频率Hz”表示。

同时，有源低通滤波器也具有频带宽和延迟特性，可以用“频带宽Hz”和“延迟时间ms”来表示。

2.输入阻抗：有源低通滤波器的输入阻抗为电子放大器的输入阻抗，由电子放大器的输入元件的参数决定，一般是50欧姆或大于50欧姆的阻抗。

3.输出阻抗：有源低通滤波器的输出阻抗取决于电子放大器的输出元件的参数，输出阻抗一般为几千欧姆以上。

三、计算机仿真分析由于有源低通滤波器的设计过程非常复杂，需要考虑很多参数，因此通常采用计算机仿真技术进行分析研究，以便验证设计方案的正确性。

在计算机仿真的分析过程中，首先要确定滤波器的输入信号的频率、幅度和相位，并计算出滤波器的输出信号特性，如频率、幅度和相位等，然后将实验结果与理论预测结果进行对比，以验证滤波器的设计方案是否正确。

四、结论有源低通滤波器是一种灵活、可靠和性能卓越的滤波器，它具有良好的性能特性，广泛应用于通信、控制和测量等领域。

其设计方案中，需要考虑多个参数，使用计算机仿真技术可以有效验证设计的正确性，也可以大大提高滤波器的性能。

电源三极管有源低通滤波器_解释说明

电源三极管有源低通滤波器解释说明1. 引言1.1 概述本文将详细讨论电源三极管有源低通滤波器的原理、优势与应用场景，以及该滤波器的设计和实现过程。

电源三极管有源低通滤波器是一种常用的电子电路，主要用于消除在电源输出中可能存在的高频噪声和杂波。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

首先，在引言部分我们将给出文章概述，介绍文章所要讨论的内容和目标。

然后，在第二部分中，我们将详细解释电源三极管有源低通滤波器的原理，包括有源滤波器的基本概念、电源三极管的工作原理以及有源低通滤波器设计时需要注意的要点。

接着，在第三部分中，我们将探讨该滤波器的优势和应用场景，包括可调节截止频率、增益稳定性强等方面。

在第四部分中，我们将阐述该滤波器的设计与实现过程，包括所需使用的材料与设备、滤波器参数计算公式与示例，以及具体步骤的解释。

最后，在第五部分中，我们将总结本文的主要内容，并展望该领域的研究前景。

1.3 目的本文的目的是通过深入讨论电源三极管有源低通滤波器，使读者对该滤波器的原理和设计过程有更深入的了解。

同时，我们将介绍其优势和应用场景，以便读者能够在实际应用中加以利用。

通过本文，读者将能够掌握电源三极管有源低通滤波器的基本概念、工作原理和设计要点，从而为滤波器的选择和实施提供指导和帮助。

2. 电源三极管有源低通滤波器的原理2.1 有源滤波器的基本概念有源滤波器是一种利用放大器和滤波电路组合构成的信号处理电路。

它能够对输入信号进行放大和滤波，将不需要的高频信息削弱或消除，而保留所需的低频信号。

其中，有源低通滤波器主要用于消除高频噪声、杂散信号以及频率干扰。

2.2 电源三极管的基本工作原理电源三极管具有放大功能且可在交直流信号中工作。

其基本结构包含一个晶体管、负反馈网络和功率供应。

在工作过程中，输入信号经过放大后与输出进行比较并通过负反馈网络返回到输入端口。

由于三极管是一个非线性元件，它能够产生特定级别的增益，并根据负载条件调整输出信号。

一阶有源低通滤波电路Pspice仿真

寒假EDA 实习一阶有源低通滤波电路仿真西安科技大学电气与控制工程学院微电子1001班一、问题提出低通滤波电路当f>f以后，随着频率的升高，电压传输系数将会降低，曲的高频信号衰减掉，只允线以-20dB/十倍频程斜率下降。

也就是说，将大于f许小于f的低频信号通过，因此该电路有低通的特性。

无源RC低通滤波器具有结构简单的优点，但电压传输系数低，通带电压传输系数最大值仅为1。

无源RC 低通滤波器的带负载能力也较差，若在输出端并联一个负载电阻，除了使电压传的值。

输系数降低外，还将影响通带截止频率f为了解决上述问题，如果在一级RC无源低通滤波电路的输出端接一电压跟随器，使之与负载隔离开，就构成了一阶有源低通滤波器。

由于电压跟随器的输入阻抗高，输出阻抗低，因此大大增强了电路的带负载能力。

二、设计与仿真任务设计一个截止频率f0为1000HZ的1阶有源低通滤波器（提示：集成运放使用μА741、取电容C=0.01uf，其他元件参数自行考虑）。

要求：①设计电路、标明元件参数；②在OrCAD/PSpice平台上完成上述设计及仿真，测试1阶电路对应的幅频特性曲线。

三、设计电路参数计算（一阶RC滤波部分）：电容C=0.01uf，所以R==16kΩ比例放大部分：R1=1kΩ，R2=1kΩ,A vF=1+R2/R1=2四、直流静态工作点：五、交流扫描参数设置：六、输出电压波形：Frequency 10Hz 30Hz 100Hz 300Hz1.0KHz 3.0KHz 10KHz V(UO)0V5V10V七、实习心得以前模拟电路中学习过低通滤波电路，那时候是给定一个题目自己用笔算这个电路的各各特性参数，但总是不能直观的知道该电路的输入、输出到底是什么样子。

通过这次实习让自己巩固了以前的模电知识，还让自己从另一个角度从新学习了这些知识。

Pspice仿真可以清楚电路的各元件的电路参数如静态工作点，还可以直观的看到随参变量的变化输出特性的变化曲线。

六阶有源低通滤波器的设计方案

六阶有源低通滤波器的设计方案引言低通滤波器在电子领域中扮演着重要的角色，它可以去除高频信号并使得信号在一定频率范围内进行传输。

其中，有源低通滤波器由放大器、电容和电感等元件构成，其优点在于具有较高的增益和更好的频率响应特性。

本文将介绍六阶有源低通滤波器的设计方案。

设计目标我们的设计目标是实现一个六阶有源低通滤波器，具有以下主要特性：1. 滤波器截止频率为10kHz；2. 抑制高频信号的增益为-40dB；3. 低频信号通过滤波器时的增益为0dB；4. 实现较低的失真和相位延迟。

设计原理有源低通滤波器的设计主要基于放大器的运算放大特性和RC电路的频率响应特性。

在这里，我们采用多级放大器的级联方式，以实现更高的阶数，并达到较好的性能要求。

设计中，使用了运放作为放大器。

设计方案1. 选择合适的放大器：我们需要选择具有较高增益和较低噪声的运放作为放大器。

此外，还需要注意运放的输入和输出电压范围。

2. 计算截止频率：根据设计目标，我们选择截止频率为10kHz。

通过公式计算所需的电容和电感值。

3. 设计传输函数：根据滤波器的传输函数来确定放大器电路中的电容和电感的数值。

4. 设计放大器电路：根据所选的放大器型号，设计电路图，包括放大器的反馈路径，以实现所需的传输函数。

5. 分析和仿真：利用电路仿真软件，对设计的滤波器进行分析和验证。

根据仿真结果来调整电路参数，以优化滤波器的性能。

6. 组件选型和布局：根据设计的电路参数，选择适当的电容和电感等元件，并设计滤波器的布局方式。

7. 确定电源电压和输入信号电平：根据放大器的工作要求，确定适当的电源电压和输入信号电平。

8. 调试和测试：搭建滤波器电路并进行调试，通过实验测试来验证滤波器的性能是否满足设计要求。

根据测试结果进行必要的调整。

结论本文介绍了六阶有源低通滤波器的设计方案。

通过正确选择运放和合适的电容、电感值，以及合理设计放大器电路和布局方式，可以实现低通滤波器的截止频率和增益要求。

有源低通滤波器的设计

有源低通滤波器的设计有源滤波器是一种使用有源元件（如运放）来构成的滤波器。

有源滤波器具有较低的输出阻抗和较高的增益，并且能够提供较大的增益和较低的失真。

有源低通滤波器是一种能够通过滤除高频信号而传递低频信号的滤波器。

它可以应用于音频信号处理、视频信号处理和通信系统中，用于去除噪音、改善信号品质等。

本文将介绍有源低通滤波器的设计原理和步骤，以供读者参考。

1.确定滤波器的截止频率：首先，根据需要滤除的高频信号范围，确定滤波器的截止频率。

截止频率是决定滤波器的性能的重要参数之一，它决定了滤波器在不同频率范围内的衰减特性。

2.选择合适的滤波器类型：根据应用场景和信号要求，选择合适的有源滤波器类型。

常见的有源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。

不同的滤波器类型具有不同的性能和设计要求，需要根据具体情况选择。

3.设计滤波器的电路结构：根据选择的滤波器类型和截止频率，设计滤波器的电路结构。

有源低通滤波器通常由运放、电阻和电容组成。

根据电路结构设计电容和电阻的数值，以满足滤波器的要求。

4.计算反馈电阻和输入电阻：根据电路结构和信号要求，计算滤波器的反馈电阻和输入电阻的数值。

反馈电阻决定了滤波器的增益和频率响应，输入电阻影响了滤波器的输入阻抗和信噪比。

5.选择适当的运放：根据滤波器的增益要求和频率响应，选择合适的运放器件。

不同的运放器件具有不同的增益、带宽和失真等特性，需要根据具体要求选择。

6.绘制电路图并进行仿真：根据设计的滤波器电路结构和参数，绘制电路图，并进行仿真分析。

通过仿真可评估滤波器的性能，如增益、相位延迟和截止频率等。

7.电路实现和调试：根据仿真结果，实现电路并进行调试。

调试过程中需要注意电路的稳定性和可靠性，同时还需要进行频率响应测试和输出波形观察，以验证设计结果。

总结：有源低通滤波器是一种常见的滤波器类型，其设计步骤包括确定截止频率、选择滤波器类型、设计电路结构、计算反馈电阻和输入电阻、选择适当的运放器件、绘制电路图并进行仿真分析，最后实现电路和调试。

有源电力滤波器和低通滤波器的电路设计与应用分析-设计应用

有源电力滤波器和低通滤波器的电路设计与应用分析-设计应用有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）作为一种用于动态抑制谐波的电力电子装置，其能够同时补偿多次谐波电流，能实时控制、自动跟踪非线性电流并加以控制，有较快的动态响应速度，且具有改善三相不平衡度的优点。

一、无差拍SVPWM 的有源滤波器设计有源电力滤波器（AcTIve Power Filter，APF）作为一种用于动态抑制谐波的电力电子装置，其能够同时补偿多次谐波电流，能实时控制、自动跟踪非线性电流并加以控制，有较快的动态响应速度，且具有改善三相不平衡度的优点。

对于有源滤波器谐波电流检测与补偿电流的发生是其极为关键的技术。

有源电力滤波器的电流控制一般采用PWM（PulseWidth ModulaTIon）模式，目前常用的PWM控制方式有滞环电流控制（Current Follow Pulse Width ModulaTIon，CFPWM）、三角波电流控制（ΔPulse Width ModulaTIon，ΔPWM）和电压空间矢量脉宽调制（Space Vector PulseWidthModulation，SVPWM）三种技术。

对于SVPWM 其控制方法的优点主要在于：提高逆变器直流侧电压的利用率，减小开关器件的开关频率以及减少谐波成分，而且此方法更易实现数字化。

因此，逆变电路控制常采用此种方法。

在APF 的应用中，SVPWM 常与滞环比较，PI调节器以及无差拍等结合应用。

本文采用无差拍SVP-WM 控制策略，对APF 的电流进行补偿控制，以获得较好的动态补偿效果。

1 电力有源滤波器谐波检测方法有源滤波器的谐波电流检测方法由时域和频域检测法构成。

时域检测法主要分为：有功电流分离法和基于瞬时无功功率原理的p-q 法，ip-iq 法以及d-q 法等。

频域检测法主要有FFT法和谐波滤波器法等。

对于本文研究主要是采用ip-iq 法来对电力有源滤波器进行分析研究，由图1可看出其原理。

低通滤波器的设计与仿真

低通滤波器的设计与仿真设计低通滤波器需要考虑以下几个方面：1. 频率响应：低通滤波器的频率响应应该呈现出降低高频分量的特性。

常见的频率响应形状包括巴特沃斯型（Butterworth）、切比雪夫型（Chebyshev）以及椭圆型（Elliptic）等。

2.通带衰减和阻带衰减：通带衰减是指滤波器在低频范围内将信号传递的衰减程度，而阻带衰减则是指滤波器将高频信号抑制的程度。

一个优秀的低通滤波器要能够实现较低的通带衰减和较高的阻带衰减。

3.相位响应：滤波器的相位响应与滤波后的信号延迟有关。

在一些应用中，信号的相位延迟会对系统的性能产生影响，因此需要对低通滤波器的相位响应进行合理设计。

设计滤波器的一种方法是使用模拟滤波器设计技术。

在模拟滤波器设计中，可以使用模拟滤波器的传递函数、阶数以及频率响应形状等参数进行设计。

根据设计的参数，可以利用电路设计工具进行滤波器的仿真和优化。

最终得到满足要求的模拟滤波器电路。

另一种方法是使用数字滤波器设计技术。

数字滤波器是通过数字信号处理的方法实现滤波效果的。

在设计数字滤波器时，需要选择适当的滤波器类型（如FIR滤波器或IIR滤波器）、阶数、滤波器系数等参数。

可以使用各种数学算法和信号处理工具进行仿真和优化，最终得到满足要求的数字滤波器。

在设计和仿真低通滤波器时，常用的工具有MATLAB、Simulink、SPICE等。

这些工具提供了丰富的滤波器设计函数和可视化界面，可以方便地进行设计和仿真。

在进行滤波器设计和仿真过程中，需要注意选择适当的滤波器类型和参数。

此外，还需要根据应用需求进行滤波器的性能优化和调整。

通过设计与仿真，可以得到满足特定应用需求的低通滤波器，提高系统的性能和信号质量。

二阶有源低通滤波器的设计

二阶有源低通滤波器的设计该电路由一个差分放大器和一个低通滤波器组成。

差分放大器用于放大输入信号，低通滤波器则用于实现滤波功能。

下面是二阶有源低通滤波器的设计步骤：1.确定滤波器的性能要求：包括截止频率、通带增益、阻带衰减等参数。

根据实际需要选择合适的数值。

2.选择运放：根据设计要求选择合适的运放，一般常用的运放有理想运放、运放OP07等。

3.计算电阻的值：通过滤波器的通带增益和截止频率来计算电阻的值。

通常情况下，第二级和第三级的电阻值要与第一级的电阻值相等。

4.计算电容的值：根据截止频率来计算电容的值。

一般来说，选择合适的电容值可以使得电路的性能更好。

可以根据实际情况来调整电容值。

5.计算放大倍数：根据通带增益来计算放大倍数。

根据放大倍数来选择合适的运放。

6.绘制电路图：根据上述计算结果和所选择的运放，绘制出滤波器的电路图。

7.进行电路模拟：使用电路模拟软件进行仿真，比较仿真结果与设计要求是否一致。

如果有误差，调整电阻或电容的数值进行优化。

8.组装电路：根据电路图，将电路进行组装。

选择合适的电阻和电容进行焊接。

9.测试电路：将输入信号接入电路，并使用示波器来测量输出信号。

检查输出信号的频率特性和增益特性是否满足设计要求。

10.进行调整：如果测试结果不满足要求，可以通过调整电阻和电容的数值来优化电路性能。

总结：二阶有源低通滤波器的设计是一个系统的工程，需要充分考虑滤波器的性能要求和电路参数的选择。

在设计过程中，可以使用电路模拟软件进行仿真，同时进行实际电路的测试，以确保滤波器的性能达到预期目标。

有源低通滤波器的设计和仿真分析

有源低通滤波器的设计和仿真分析有源低通滤波器是一种常用的电路，它可以将输入信号的高频成分滤除，只保留低频成分。

设计和仿真分析有源低通滤波器的过程包括以下几个步骤：确定滤波器的参数、选择放大器和电容、计算元件值、搭建电路并进行仿真分析。

本文将详细介绍这些步骤。

首先，确定滤波器的参数。

有源低通滤波器的参数包括截止频率f_c和增益增益增益A。

截止频率是指在这个频率以下，滤波器的输出信号的幅度将削减到输入信号的70.7%。

增益A是指在截止频率以下，滤波器的输出信号相对于输入信号的幅度增益。

接下来，选择放大器和电容。

放大器是有源低通滤波器的核心组件，它可以提供放大和滤波功能。

常用的放大器有运算放大器，电容可以用来构建滤波器的频率响应曲线。

然后，计算元件值。

根据滤波器的参数和放大器的特性，可以计算出电容的值。

通过选择不同的电容值可以调整滤波器的截止频率和增益。

同时，还需要根据放大器的供电电压和输入信号的幅度来选择合适的放大器。

最后，搭建电路并进行仿真分析。

根据前面计算得到的元件值，搭建有源低通滤波器的电路，并利用电路仿真软件进行分析。

通过观察电路的频率响应曲线和输出信号的波形，可以评估滤波器的性能。

需要注意的是，在设计和仿真分析有源低通滤波器时，还需要考虑一些其他因素。

例如，放大器的输入和输出阻抗、电源噪声、非线性失真等。

这些因素会对滤波器的性能产生影响，因此需要进行综合考虑。

总的来说，有源低通滤波器的设计和仿真分析是一个相对复杂的过程，需要综合考虑多个因素。

但通过合理的参数选择、元件值计算和电路搭建，可以设计出满足要求的有源低通滤波器。

并通过仿真分析评估滤波器的性能，以指导实际应用。

有源低通滤波器的设计

目录一、绪论 (3)1、需求分析 (3)2、滤波器的功能及分类 (3)3、滤波器的用途 (3)二、设计内容及要求 (4)三、有源低通滤波器原理分析 (4)1、频域分析法 (4)2、参数选择 (5)3、实验原理图 (6)四、实验数据表格及幅频特性曲线 (7)1、实验数据表格 (7)2、幅频特性曲线 (7)五、实验结果及误差分析 (8)六、结束语 (8)七、引用文献 (8)一、绪论1.需求分析：测量和分析工程信号时，往往只需对特定频率或者特定频率范围的信号进行测量和分析，但在实际工程信号中，往往包含各种各样的干扰信号或者说是人们不感兴趣的信号。

为了消除这些信号所产生的不良影响，人们最先想到的就是利用一个理想的低通滤波器，将这些干扰信号全部剔除。

但理想低通滤波器仅在理论上存在，实际设计和应用的低通滤波器只能尽可能地逼近理想的低通滤波器。

2.滤波器功能及其分类:2.1滤波器的功能：对频率进行选择,过滤掉噪声和干扰信号，保留下有用信号。

有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。

2.2滤波器的分类：低通滤波器（LPF）高通滤波器（HPF）带通滤波器（BPF）带阻滤波器（BEF）3、滤波器的用途：滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰，可以让该信号通过低通滤波器滤除其中的高频成分。

二、设计内容及要求设计二阶有源低通滤波器，要求截止频率Hz f H 1500=；带通内电压放大倍数2=up A ，品质因数10=Q 。

三、有源低通滤波器原理分析1、频域分析如下图1所示，此电路的传递函数为2121121221212212211211]1)2(1[11]0)1(1[)101(1)()()(C C R R s C R A R s C C R R A R A sC R sC R sC R R R A s V s V s A up upup upi o U +-++=+-+++++==不妨令R R R ==21可得21212212131)(C C R s RC A s C C R A s A upupU +-+=可知2101210031311C C A A RC Q C C R R R A upup f up -=-==+=ωω2、参数选择按课题要求：2=up As rad Hz f /94201500*2200≈==ππω10=Q确定参数：值不宜太大，即F C μ1≤,R 选在Ωk ～ΩM 范围内综合以上要求，选择F C μ1.01=,则)(1*01.0942011001.001.0)23(10)3(12102112212212Ω=======-=-=k C C C R R R F C C A Q C C up ωμ为了减少偏置电流和漂移取Ω=k R 360，则Ω=-=-=k R R A R up f 36)12()1(002、有源低通滤波器原理图如下：图1 有源低通滤波器原理图图2实验电路板四、实验数据表格及幅频特性曲线1、实验数据表格2、幅频特性曲线输入信号电压U1/mV44 44 44 44 44 44 44 44 44 44输入信号频率f/KHz0.4 0.948 1.763 2.57 4.23 6.59 14.39 18 24.5 30输出信号幅值U2/mV91.5 91.8 92 65.06 32 16 4 2.7 1.8 0.5五、实验结果及误差分析由数据表格可知实验测得的截止频率f1=2.57kHZ，而理论计算的截止频率f0=1.5kHZ；由实验曲线也可知实测曲线与理论曲线也并不是很好的重合，造成以上误差的原因主要有以下几方面：1、电路板上原件的阻值与实际的阻值有一点误差，得到的结果有不同。

基于Multisim的四阶有源低通滤波器的设计与仿真

Ｇ。 — ３邑一３１８８１１２２～ — ．４ — ．５
（）３
则传递函数为：
Ｇ４５）（ａ一 × （）４
可选２个２阶巴特沃思低通滤波器级联组成。
先设计４阶巴特沃思低通滤波器的传递函数，
用２个２阶巴特沃思低通滤波器构成１４阶巴特个
ＫｅｒｓＳｕｃｏｐｓｅｉｅ，Ｂｔｅｗｏｔｙｗｏｄ：ｏｒｅｌｗ— ａｓｄｆｔｒｕｔｒｒｈ，Ｍｕｔｓｍ，Ｂｏｅｐｏｔｒｌｌｉｉｄｌｔｅ
滤波器用于对信号的频率具有选择性的电路，
ＬＩｉｏｎＵＸａｑｕ
ＤｅｉｎａｄＳｉｕａｉｎｏｎｏｒｅＬｏｐｓｅｌｅｓｄｏｕｔｓｍｓｇｎｍｌｔｏｆ４ｄＳｕｃｗ— ａｓｄＦｉｔｒｂａｅｎＭｌｉｉ
（ｐｒｍｅｔｏｈｓｃｎｎｏｍａｉｎＴｅｈｏｏｙ，ＢａｊＵｎｖｒｉｙｏｃｅｃｎｔ￣Ｂａｊ７１１，Ｃｈｎ）ＤｅａｔｎｆＰｙｉｓａｄＩｆｒｔｃｎｌｇｏｏｉｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＡｒｓｏｉ２０６ｉａ
一
化、模块化、易于制造等优点，因此被广泛用于信息
处理、数据传送和抑制干扰等电路中。
个设备先进、能完备的大型电子实验室。本文功详细介绍了４阶有源低通滤波器的设计方法，用井Ｍｕｔｉ软件对其进行了瞬态分析和频率特性分ｌｓｉｍ

基于Multisim的有源低通滤波器的设计与仿真分析

作者简介
1/H(w)
闫姝（1984-），女，汉，山西和顺人，助教，硕士，研究方向：信号与信息处理。
图 5：合点前移的等效变换可解得该系统的传递函数为
作者单位
兰州石化职业技术学院 730060
甘肃省兰州市
136 • 电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
基于multisim的有源低通滤波器的设计与仿真分析基于multisim的有源低通滤波器的设计与仿真分析文闫姝关键词有源滤波器传递函数multisim幅频特性本文总结了由低阶系统构建高阶信号系统的基本过程和方法通过子系统函数的级联法结合系统的反馈设计了一类新的有源高阶滤波器最后通过节点法对该电路来进行验证

参考文献
图 4：高阶滤波系统电路图根据自动控制理论，在电路中可以通过改变综合点或分支点的位置就能消除回路之间的交错关系，因此可以对于综合点的前移并进行如下的等效变换，如图 5 所示。
H(w) H(w)
[1] 徐发强等 .RC 高阶有源滤波器的新型实验方法 [J]. 现代电子技术 ,2008,2(265):6568. [2] 郑君里等 . 信号与系统 [M]. 北京 : 高等教育出版社 ,1981. [3] 姚佩阳等 . 自动控制原理 [M]. 北京 : 清华大学出版社 . 北京 : 北京交通大学出版社 ,2005.
3 结语
总结了由低阶系统构建高阶信号系统的基本过程和方法，运用子系统函数的级联、反馈构建高阶系统的思想来设计有源高阶滤波器，然后用节点法对设计的电路来进行分析验证，并用仿真软件 Multisim 进行电路仿真。本文的研究对于有源低通滤波器的设计具有指导意义。

基于Multisim10的有源低通滤波器设计及仿真

下面就以截止频率为 10kHz 的五阶有源 RC 低通滤波器为例进行电路设计和分析。电路原理图如图 1。在 Muhisim10 软件工作窗口上，找到合适的元器件按照图 1 连接好电路。
图 1 五阶有源 RC 低通滤波器 4 仿真结果分析
将图 1 所示电路加上信号源、波特仪等虚拟仪器，检查无误后，点击仿真按钮。仿真结果如图 2。从图上可看出截止频率在 7K 附近，不符合设计要求。
科技论坛
民营科技 2011 年第 3 期
基于 Multisim10 的有源低通滤波器设计及仿真
张全禹孙培刚（绥化学院电子工程系，黑龙江绥化 152061）
摘要：首先介绍了 Multisim10 软件的特点，然后简要介绍了一下滤波器的分类。最后应用 Multisim10 软件对五阶有源 RC 低通滤波器电路进行了设计、分析与仿真，仿真结果基本符合设计要求，与传统的电子电路设计方法相比较，大大节省了产品开发的成本和时间。说明 Multisim10 在电子电路设计中具有很重要的作用。
技信息，2008（18）：62-63．
[3] 张晶，李心广．基于 multisim 的电路设计与仿真[J]．计算机仿真，2005，22
（5）：109-152．
[4] 邓友娥，苏祖全.multisim10 在电子电路设计中的仿真和应用[J]．韶关学
院学报：自然科学版，2009，30（12）：38-41．
基于multisim10的五阶低通滤波器设计muhisim10软件平台下根据电路原理图选定元器件模型并连接好电路确定电路中的各元器件的参数使用相应虚拟仪器进行在线测量然后对照电路设计的要求适当更换或修改部分元器件的参数观察所得的变化确定设计方案最后再进行实际的电路设计不仅减少了元器件的消耗还提高了工作效率

低通滤波器的设计与分析

低通滤波器的设计与分析在信号处理领域，滤波器是一种常用的设备，用于选择性地通过或抑制特定频率的信号。

其中，低通滤波器是一类常见的滤波器，它可以通过滤除高频信号而保留低频信号，被广泛运用于音频处理、通信系统以及传感器技术等领域。

低通滤波器的基本原理低通滤波器的设计目的是滤除输入信号中高于一定频率的成分，只保留低于该频率的信号成分。

低通滤波器可以通过电路元件或数字算法实现。

在电路中，常见的低通滤波器设计包括RC滤波器、RL滤波器、二阶巴特沃斯滤波器等。

这些滤波器的基本原理是通过电容、电感和电阻的组合，构造一个频率特性使得高频分量被抑制，而低频信号透过。

设计者可以根据具体需求选择不同类型的滤波器。

在数字信号处理中，低通滤波器通过数字滤波算法实现，如FIR（有限脉冲响应）滤波器和IIR（无限脉冲响应）滤波器。

这些滤波器可以根据设计要求确定滤波器的阶数、截止频率等参数，灵活地调节滤波器的性能。

低通滤波器的设计步骤设计低通滤波器的关键步骤包括确定滤波器类型、选择合适的滤波器结构、确定截止频率和设计滤波器参数等。

首先，根据需求明确选择滤波器的类型，例如模拟滤波器或数字滤波器，并选择合适的结构。

其次，确定设计要求中的截止频率，即高频信号被滤除的频率，这将直接影响到滤波器的性能。

接下来，根据滤波器类型和截止频率，计算滤波器的参数，例如电路元件数值、数字滤波器的系数等。

最后，进行滤波器的仿真分析和实际实现，验证设计的性能和有效性。

低通滤波器的应用低通滤波器在实际应用中有着广泛的用途。

在音频处理领域，低通滤波器常用于音乐和语音信号的处理，去除高频噪声并提取出清晰的声音。

在通信系统中，低通滤波器用于信号调理和解调，保证通信信号的稳定传输。

在传感器技术中，低通滤波器可以帮助传感器滤除噪声，提高信号的精准度和可靠性。

综上所述，低通滤波器作为一种重要的信号处理工具，在各种领域都有着重要的应用和意义。

通过合理设计和分析，可以有效地实现信号的处理和提取，为各种系统的性能提升和优化提供帮助。

基于Saber的有源低通滤波器设计与仿真

放、运放等。以单运放为例分别有正、反馈电双负
，
路，正反馈常用的有Ｓｌｎｋｙ电路。优点在于调ａｅ—ｅｌ其整简单。
通滤波器设计方法的比较分析，以了解每种滤波可
器能达到的技术指标要求，并且在实际应用中加以选择。通过Ｓｂｒａｅ软件的仿真实验，可直观、真实较
减为ｌＢ在１ｅ要求幅度衰减大于３ｄ下ｄ；０时，５Ｂ。
面分别采用勃特沃茨逼近、比雪夫逼近级联法以切及双载Ｌ电路频变负阻法三种方式设计该滤波Ｃ
级联法是将高次函数分解为多个二次函数相乘的形式，每个二次函数采用一个二次型滤波器，进而级联而成。每个二次型滤波器实现方法有单运
一
叫
… 一
图ＲｃＲ一Ｌ—ＣＤ变涣关系
７Ｑ
～
～
（）３直接法直接法直接应用高次函数采用各种不同的方法
实现。
２实例设计
．
Ｋｅｗｏｄ：ｔｒｈＣｅｂｓｅ；ａｅ：ｉｌｔｎｙｒｓＢｕｔｔ；ｈｖｌｈｖＳｂｒＳｍｕａｉｗｏｙｏ
０引言低通滤波器的设计方法很多，对具体的技术针指标，应该选取合适的方法实现。通过对不同低
（）２无源模拟法
无源模拟法是采用频变负阻由无源ＲＣ滤波Ｌ器直接模拟产生。如果ＬＣ滤波器的所有阻抗乘以
地体现出每种滤波器设计的性能，将滤波器的设计

多重反馈二阶有源低通滤波器优化设计与仿真

现代电子技术Modern Electronics Technique2018年7月15日第41卷第14期Jul.2018Vol.41No.140引言滤波器是一种从被噪声畸变或污染了的信号中提取有用原始信号的电路[1⁃2]。

由运算放大器和电阻、电容构成的有源滤波器具有输入阻抗高、输出阻抗低、可提供一定增益、截止频率可调等特点，在通信、信号处理、仪器仪表和自动控制等领域有着广泛的应用[1，3]。

滤波器的设计任务是根据给定的截止频率、通带增益、品质因数等性能指标选定电路拓扑、滤波特性并确定元器件参数[4]。

如何快速有效设计出性能优良或元器件参数易选的通用有源滤波电路，是电路设计者感兴趣的课题，也是制约有源滤波器的瓶颈。

因此，开展有源滤波器的优化设计具有十分重要的理论意义和现实价值。

有源滤波器简单有效的设计方法是查表法[1⁃3]，但表格的覆盖范围有限，不能满足普遍情况的需要，没有给出必要的理论根据，设计者不明白其取值的根据。

常见的有源滤波器电路拓扑有压控电压源型（VCVS ）和无限增益多路反馈型（MFB ）两种。

文献中对VCVS 滤波器的优化设计进行了大量研究，但有关MFB 滤波器优化设计的文献较少。

文献[5]对两种拓扑低通滤波器的传递函数进行推导和分析，利用德州仪器公司有源滤波器设计软件FilterPro 辅助完成设计。

文献[6]简单给出了一阶和二阶MFB 低通滤波器的传递函数及电路参数计算方法，但未给出必要的理论根据和具体的计算通多重反馈二阶有源低通滤波器优化设计与仿真阎群1，李擎1，崔家瑞1，郭荣庆2，颜贻宏2（1.北京科技大学自动化学院，北京100083；2.东湖科技（北京）有限公司，北京100096）摘要：深入研究多重反馈二阶有源低通滤波器典型电路，提出一种参数优化设计的新方法。

设计多重反馈二阶巴特沃斯有源低通滤波器，并用Multisim 13电路仿真软件对其进行仿真分析。

仿真结果表明，采用该优化设计方法设计的有源滤波器幅频特性良好、系统稳定可靠、易实现。

压控电压源有源低通滤波器快速设计方法

压控电压源有源低通滤波器快速设计方法压控电压源有源低通滤波器是一种能够对输入信号进行滤波并调节输出幅度的电路。

应用于各种音频信号处理和调制电路中。

快速设计一个压控电压源有源低通滤波器涉及到以下几个步骤：确定设计参数、选择合适的滤波器类型、计算理论值、进行仿真验证、测试和调试。

第一步是确定设计参数，包括滤波器的截止频率、增益、带通范围等。

这些参数取决于设计的具体需求和应用场景。

第二步是选择适合的滤波器类型。

压控电压源有源低通滤波器主要有两种常见的类型：巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。

巴特沃斯滤波器具有较为平坦的频率响应，在整个通频带范围内都有良好的衰减；而切比雪夫滤波器在通频带范围内的衰减比巴特沃斯滤波器更陡。

根据具体需求选择合适的滤波器类型。

第三步是计算理论值。

根据所选滤波器类型和设计参数，可以采用标准的滤波器设计方法进行计算。

以巴特沃斯滤波器为例，可以使用公式计算阻抗比(Z)：Z = (s - p1)(s - p2)…(s - pn) / (s - z1)(s - z2)…(s - zk)其中，s是變數，p1、p2、…、pn是滤波器的零点，z1、z2、…、zk是滤波器的极点。

通过计算可以得到滤波器的传输函数。

第四步是进行仿真验证。

可以利用电路仿真软件，如Multisim或Cadence等，将所得到的传输函数转换成电路模型，并进行模拟仿真，以验证滤波器的性能和输出结果是否与设计要求一致。

根据仿真结果可以对设计参数和滤波器类型进行调整和优化。

第五步是测试和调试。

将设计得到的滤波器电路进行实际测试，测量输入输出信号的幅度、相位、截止频率等参数，并与设计要求进行比较。

根据测试结果可以进一步优化电路设计和参数调整，在保证性能的前提下满足具体需求。

综上所述，快速设计一个压控电压源有源低通滤波器可以通过确定设计参数、选择合适的滤波器类型、计算理论值、仿真验证、测试和调试等步骤来完成。

在整个设计过程中，需要注意对设计参数的合理性和可行性进行评估，并结合仿真和测试结果进行调整和优化。