有源带通滤波器设计报告
有源带通滤波器的设计和计算
有源带通滤波器的设计和计算摘要：有源带通滤波器是一种能够选择特定频率范围内的信号的滤波器。
本文将介绍有源带通滤波器的设计和计算过程，包括滤波器的基本原理、电路结构、设计步骤以及计算示例。
通过本文的学习，读者将能够理解和应用有源带通滤波器。
1.引言有源滤波器是一种利用有源元件（如放大器）进行信号处理的滤波器。
其特点是具有较高的增益和较低的输入阻抗。
有源带通滤波器是有源滤波器的一种特殊类型，可通过选择滤波器的放大器和电容、电感等元件的参数来选择特定频率范围内的信号。
2.滤波器基本原理3.有源带通滤波器的电路结构4.有源带通滤波器的设计步骤4.1确定滤波器的通带和阻带范围在设计有源带通滤波器之前，需要明确需要滤波的信号频率范围和传输要求，以便确定滤波器的通带和阻带范围。
4.2选择合适的放大器根据滤波器的通带增益要求和阻带衰减要求，选择合适的放大器。
常见的放大器类型有运算放大器和差动放大器等。
4.3计算电感和电容值根据所需通带和阻带的上下限频率，使用标准公式计算电感和电容元件的取值。
具体的计算方法和公式将在下一节中详细介绍。
4.4选择合适的电阻值根据放大器和电感电容的参数，选择合适的电阻值以满足设计要求。
4.5进行电路仿真和调整使用电路仿真软件对滤波器进行仿真，并进行必要的参数调整和优化，以满足设计要求。
5.电感和电容的计算示例假设需要设计一个带宽为10kHz的有源带通滤波器，通带增益要求为20dB，阻带衰减要求为-40dB。
根据公式：f=1/(2π√(LC))，可以计算出所需的电感和电容值。
6.结论有源带通滤波器是一种能够选择特定频率范围内信号的滤波器。
本文介绍了有源带通滤波器的基本原理、电路结构、设计步骤以及电感和电容的计算示例。
通过学习本文内容，读者将能够理解和应用有源带通滤波器，设计和实现自己所需的滤波器。
有源滤波器设计 实验报告
有源滤波器设计实验报告有源滤波器设计实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的重要组成部分，用于对信号进行滤波和处理。
有源滤波器是一种采用有源元件（如放大器）来增强信号处理能力的滤波器。
本实验旨在设计并实现一个有源滤波器，通过实验验证其滤波性能。
一、实验目的本实验的主要目的是设计和实现一个有源滤波器，通过调整电路参数和元件值，实现对不同频率信号的滤波。
同时，通过实验结果的分析，了解有源滤波器的工作原理和性能。
二、实验原理有源滤波器是一种利用有源元件（如运算放大器）来增强滤波器性能的电路。
常见的有源滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
它们分别通过选择合适的元件和电路拓扑结构来实现对不同频率信号的滤波。
三、实验步骤1. 根据设计要求，选择合适的电路拓扑结构和元件。
2. 按照电路图连接电路，并确保连接正确无误。
3. 根据设计要求，选择合适的元件值，并进行元件的选取和调整。
4. 使用信号发生器产生测试信号，并连接到有源滤波器的输入端。
5. 使用示波器测量有源滤波器的输出信号，并记录实验数据。
6. 根据实验数据，分析有源滤波器的滤波性能。
四、实验结果与分析通过实验，我们设计并实现了一个二阶有源低通滤波器。
在实验中，我们选择了合适的运算放大器和电容、电阻元件，并根据设计要求进行了调整。
实验结果显示，该有源滤波器能够有效滤除高频信号，只保留低频信号。
通过调整电路参数，我们还可以改变滤波器的截止频率，实现对不同频率信号的滤波。
五、实验总结本实验通过设计和实现有源滤波器，验证了其滤波性能。
通过调整电路参数和元件值，我们可以实现对不同频率信号的滤波。
有源滤波器在电子电路中具有重要的应用价值，能够对信号进行精确的滤波和处理。
通过本实验，我们对有源滤波器的工作原理和性能有了更深入的了解。
六、实验感想通过本次实验，我对有源滤波器的设计和实现有了更深入的理解。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接错误和元件值选择不准确等。
有源滤波器的设计实验报告
有源滤波器的设计实验报告有源滤波器的设计实验报告引言：滤波器是电子工程中常见的设备，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。
有源滤波器是一种常见的滤波器类型，它利用放大器的特性来增强滤波效果。
本实验旨在设计一个有源滤波器，探索其原理和应用。
一、实验背景滤波器是信号处理中重要的组成部分，广泛应用于通信、音频处理、图像处理等领域。
有源滤波器通过引入放大器来增强滤波效果，使得滤波器具有更好的性能和灵活性。
本实验将设计一个有源滤波器，以探索其在信号处理中的应用。
二、实验目的1. 了解有源滤波器的工作原理和特点；2. 学习有源滤波器的设计方法和步骤；3. 掌握实际搭建有源滤波器的技巧和调试方法；4. 分析有源滤波器的性能指标，如增益、带宽等。
三、实验原理有源滤波器由放大器和被动滤波器组成。
放大器起到放大输入信号的作用，同时也引入了放大器的特性和非线性失真。
被动滤波器则通过电容、电感和电阻等元件来选择特定频率范围内的信号。
有源滤波器的设计需要考虑放大器的增益、带宽和稳定性等因素。
四、实验步骤1. 确定滤波器的类型和频率范围。
根据实际需求选择低通、高通、带通或带阻滤波器，并确定所需的截止频率。
2. 选择适当的放大器。
根据滤波器的要求选择合适的放大器，考虑增益、带宽和稳定性等因素。
3. 计算滤波器的元件数值。
根据滤波器类型和截止频率计算所需的电容、电感和电阻数值。
4. 搭建滤波器电路。
根据计算结果，选择合适的元件进行电路搭建。
5. 进行滤波器的调试和优化。
通过实际测试，调整电路参数，优化滤波器的性能。
6. 测试滤波器的性能指标。
测量滤波器的增益、带宽和相位响应等指标，评估滤波器的性能。
五、实验结果与分析通过实验，我们成功设计并搭建了一个低通滤波器。
经过调试和优化，该滤波器在截止频率为1kHz时，具有20dB的增益，-3dB的带宽为500Hz。
实验结果表明，有源滤波器可以有效地选择特定频率范围内的信号，并增强滤波效果。
有源模拟带通滤波器的设计
有源模拟带通滤波器的设计有源模拟带通滤波器是一种能够使一定频率范围内信号通过，而其他频率信号被滤除的电路。
在对不同频率信号进行处理和调节时，有源模拟带通滤波器的作用非常重要。
它能够适应各种信号的处理，包括音频，视频以及其他复杂的信号。
下面将详细介绍有源模拟带通滤波器的设计方法。
设计目的设计带通滤波器，以滤除信号中的低频和高频噪声，保留信号的特定频率成分，从而满足特定的应用要求。
本文将介绍一个适用于中频信号（200 Hz至2 KHz范围内的频率）的带通滤波器的设计方法。
带通滤波器的最基本设计方案包括：1.选择截止频率（fc）和带宽（Bw）2.选择滤波器类型3.计算电路元件参数4.仿真和测试电路性能设计前的准备工作在进行带通滤波器的设计之前，需要进行以下准备工作：1.了解所需滤波器的要求及特性，如截止频率，带宽，通带增益，阻带衰减等。
2.选择具有高输入阻抗和低输出阻抗的有源放大器作为滤波器的增益器。
3.选择电子元件，如电容，电感，电阻等，并了解它们对滤波器频率响应的影响。
4.使用计算机辅助设计工具，如Mathcad或MATLAB等，或选择SPICE仿真软件。
设计步骤步骤一：计算元件参数和放大器放大系数在此步骤中，需要根据所需的截止频率，带宽和增益，计算出电容和电感的值，以及放大器的放大系数。
这些参数使用公式计算，这些公式依赖于所使用的滤波器类型和拓扑结构。
在该设计方案中，我们选择Sallen-Key（SK）滤波器拓扑，计算公式如下：Bw = fc/QC1 = C2 = CR4 = Q / R3K>0其中，Bw是带宽，fc是截止频率，Q是质量因数，R3和R4是电阻值，C1和C2是电容值，K是放大器放大系数。
步骤二：模拟滤波器电路在进行滤波器电路模拟时，需要绘制电路图和元件值，输入和输出控制点。
利用SPICE仿真软件，进行电路仿真，以观察通过和不通过滤波器的信号波形和频率响应。
通过修改电路图和元件值，以达到所需的性能指标，如阻带衰减，通带增益等。
有源带通滤波器设计
有源带通滤波器设计引言有源带通滤波器是一种常见的滤波器类型，用于滤除特定频率范围内的信号。
本文将介绍有源带通滤波器的设计过程和原理，以及如何使用基本电路元件实现。
有源带通滤波器原理有源带通滤波器是一种组合了放大器和带通滤波器的电路。
通过选择合适的放大器增益和滤波器参数，可以实现在一定频率范围内放大输入信号，并抑制其他频率上的信号。
有源带通滤波器的基本原理是选择适当的带通滤波器作为前馈网络，将放大器的输出信号反馈到滤波器的输入端，以实现对特定频率范围内的信号的放大。
有源带通滤波器设计步骤有源带通滤波器的设计过程可以分为以下几个步骤：步骤1：确定滤波器参数首先需要确定希望滤波器通过的频率范围。
这个范围可以根据具体的应用需求来确定。
同时还需要确定滤波器的截止频率和带宽。
这些参数将在后续的设计中使用。
步骤2：选择放大器根据滤波器的参数和所需增益，选择合适的放大器。
放大器的增益应该满足滤波器要求的放大倍数。
步骤3：设计前馈网络根据所选的放大器和滤波器参数，设计前馈网络。
前馈网络应具有带通滤波器的特性，可以选择不同的滤波器拓扑结构，如巴特沃斯滤波器、椭圆滤波器等。
步骤4：选择反馈电阻选择合适的反馈电阻，以实现对滤波器输出信号的反馈。
步骤5：分析、模拟和优化进行电路分析和模拟，通过调整电路参数来优化滤波器的性能。
可以使用电路仿真软件进行模拟，并使用适当的优化方法来改善滤波器的频率响应和增益特性。
步骤6：实现电路根据设计结果，通过选取合适的电路元件来实现滤波器电路。
注意选择适当的操作放大器供电电压和电源。
有源带通滤波器设计示例下面是一个示例设计过程，以说明有源带通滤波器的设计思路。
步骤1：确定滤波器参数假设我们希望设计一个有源带通滤波器，通过频率范围为1kHz到10kHz的信号。
截止频率选择为2kHz，带宽选择为1kHz。
步骤2：选择放大器根据所需增益，选择一个增益足够的放大器。
假设选择一个增益为20倍的放大器。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的：设计一个带通滤波器，实现对特定频率范围内信号的滤波，同时保留其他频率成分。
实验原理：实验步骤：1.确定需要滤除的频率范围以及希望保留的频率范围。
2.选择合适的滤波器类型，例如椭圆滤波器、巴特沃斯滤波器等。
3.根据所选择滤波器的传输函数，计算出所需的电路元件数值。
4.使用电路设计软件，绘制出所需的滤波器电路图。
5.将电路图转化为实际的电路连接。
6.进行滤波器的测试。
实验结果：经过设计和制作，成功实现了一个带通滤波器。
我们选择了巴特沃斯滤波器作为滤波器类型，并确定了需要滤除的频率范围为1kHz到3kHz，希望保留的频率范围为500Hz到5kHz。
根据计算得出的电路元件数值，绘制了滤波器电路图，并成功制作出实际的电路连接。
在测试过程中，我们输入了包含多个频率成分的信号，并观察输出信号的波形。
结果显示，输入信号中属于1kHz到3kHz范围的频率成分被成功滤除，而属于500Hz到5kHz范围的频率成分则被保留下来。
实验讨论：然而，在实际应用中，滤波器的设计可能会面临一些挑战。
例如，设计过程中的元件误差、频率波动等因素都可能会对滤波器的性能产生影响。
因此，在实际应用中，对滤波器进行性能测试和调整是非常重要的。
此外，滤波器的性能指标也需要考虑。
例如，通带衰减、阻带衰减等参数都对滤波器的性能起着关键作用。
在设计带通滤波器时，我们应该根据具体需求选择合适的滤波器类型，并对性能参数进行合理的折中和调整。
结论：通过本次实验，我们成功设计并制作了一个带通滤波器，实现了对特定频率范围内信号的滤波。
带通滤波器在实际应用中具有广泛的用途，因此，对滤波器的设计和性能调整进行研究具有重要的意义。
希望通过这次实验可以对带通滤波器的设计和应用有更深入的了解。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的：本实验的目的是设计并实现一个带通滤波器，以实现对指定频率范围内的信号的滤波处理。
实验原理：实验器材：1.功能信号发生器2.电阻3.电容4.电感5.示波器6.计算机（可选）实验步骤：1.根据实验要求，选择合适的电阻、电容和电感值，以满足所需的中心频率和带宽范围。
3.调节信号发生器的频率，使得输入信号的频率在预定的带宽范围内。
4.在示波器上观察输出信号的波形，通过调节电阻、电容和电感的数值，使得输出信号在指定频率范围内较小，而在带外频率上有较大的衰减。
实验结果：通过实验，我们成功地设计并实现了一个带通滤波器。
在选定的中心频率和带宽范围内，输出信号的幅度较大，而在带外频率上有较小的幅度。
讨论与分析：通过分析实验结果，我们可以得出以下结论：1.滤波器的参数选择对于滤波效果有着重要的影响。
不同的电阻、电容和电感的数值将导致不同的滤波特性。
2.实际情况中，理想的滤波器可能无法完美实现。
因此，在设计滤波器时，需要在一定程度上做出权衡，找到适合的折中方案。
3.在使用示波器观察波形时，要注意调整示波器的时间和电压尺度，以便更清楚地观察到滤波效果。
结论：通过本次实验，我们成功地设计了一个带通滤波器，并通过实验证明了其滤波效果。
通过选择合适的电阻、电容和电感值，我们可以实现在指定频率范围内的信号处理。
附图：（带通滤波器电路图）注意事项：1.在实验过程中，要注意电路的连接安全，避免触电。
2.实验过程中，要注意调节信号发生器和示波器的参数，以获得结果和数据的准确性。
3.在实验报告中，要详细叙述实验步骤和结果，同时进行一定的讨论与分析，以体现实验的准确性和深度。
4.在写作报告时，要注意逻辑清晰、语句通顺，并按照实验报告的格式进行写作。
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 31 设计要求32 基本原理33 设计方案34电路设计与参数计算35 性能仿真分析5三四级串联的带通滤波电路 71 总体方框图71.1 级数选择71.2 元器件的选择72 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。
RC有源带通滤波器的设计
RC有源带通滤波器的设计有源带通滤波器是一种结合了有源和带通滤波器两种技术的电路设计。
有源滤波器使用了一个或多个放大器来增强滤波器的性能。
带通滤波器则是一种能够通过选择特定频率范围内的信号而阻断其他频率的滤波器。
有源带通滤波器的设计旨在实现对特定频率范围内信号的放大和通过，同时阻断其他频率的信号。
有源带通滤波器可以通过各种电子设备实现，包括操作放大器和其他被动电子元件。
在设计过程中，需要考虑滤波器的增益、带宽和频率响应等参数。
首先，确定需要通过的频率范围。
这可以根据需要来确定，例如需要通过500Hz至2kHz范围内的信号。
确定了频率范围后，可以计算出滤波器的中心频率，即带通滤波器应该放大的频率。
例如，在500Hz至2kHz范围内，中心频率可以设定为1.25kHz。
其次，根据中心频率和所需带宽，可以计算出带通滤波器的质因数。
质因数是一个用于衡量带通滤波器频率选择性能的指标，计算方法为中心频率除以带宽。
例如，对于1.25kHz的中心频率和200Hz的带宽，质因数为6250。
然后，根据质因数可以选择适当的有源滤波器电路。
常见的有源滤波器电路包括多级滤波器、巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
这些电路各有优缺点，选取时需要综合考虑滤波器的性能要求和设计复杂度。
在选取了适当的有源滤波器电路后，可以根据所选电路的参数进行配置和调整。
这包括放大器的增益和频率响应等参数。
可以使用模拟电路设计软件来模拟和优化滤波器的性能。
完成电路设计后，需要制作滤波器的原型进行实际测试。
可以使用示波器和信号发生器等仪器来测试滤波器的频率响应和滤波效果。
根据测试结果，可以对电路进行调整和优化，直到满足设计要求。
最后，可以考虑增加其他功能和特性来进一步优化滤波器的性能。
例如，可以加入自动增益控制（AGC）电路来实现自动调节放大器增益，以适应不同输入信号的变化。
总之，有源带通滤波器的设计是一个综合考虑频率范围、中心频率、带宽、滤波器电路和性能要求等因素的过程。
带通滤波器的设计报告
带通滤波器的设计报告设计报告：带通滤波器一、引言：二、设计原理：带通滤波器的工作原理是只允许特定频率范围的信号通过滤波器。
其设计的关键在于确定带通滤波器的中心频率和带宽。
常见的带通滤波器包括主动滤波器和被动滤波器，其中主动滤波器采用放大器和运算放大器等主动元件工作，而被动滤波器则主要由电容器和电感器等被动元件组成。
三、设计步骤：1.确定滤波器的中心频率和带宽：根据实际需求，选择需要通过的频率范围，然后计算出滤波器的中心频率和带宽。
2.选择滤波器的类型：根据设计要求，选择适合的滤波器类型，如二阶巴特沃斯滤波器、椭圆滤波器等。
3.计算滤波器的参数：根据选择的滤波器类型，计算出所需的电阻、电容和电感等参数数值。
4.组装滤波器电路：根据计算结果，组装相应的电路，包括放大器、电容和电感等元件，构成带通滤波器。
5.进行实验验证：使用信号发生器提供输入信号，通过示波器观察滤波器的输出情况，验证滤波器的设计效果。
四、实现过程中的问题及解决方案：1.参数计算问题：参数计算是滤波器设计中的重要步骤，对滤波器性能有直接影响。
解决方法是通过查阅资料或使用相关软件进行计算，同时根据实际需求进行调整。
2.元件选型问题：选择适合的电容器和电感器等元件也是滤波器设计中的关键步骤。
解决方法是根据设计要求选择合适的元件，考虑其额定参数和价格等因素。
3.实验验证问题：在实验过程中可能会遇到输出信号不稳定、频率失真等问题。
解决方法是检查电路连接是否正确，调整电源参数和放大器增益等，确保滤波器正常工作。
五、总结：通过本次带通滤波器的设计过程，我们深入了解了带通滤波器的原理和设计步骤。
在实践中遇到的问题都得到了解决，并且通过实验验证了滤波器的设计效果。
带通滤波器在电子电路设计中具有广泛的应用，本设计报告对于滤波器设计感兴趣的读者将会提供有用的参考和指导。
有源带通滤波器设计型实验报告
设计完成的电路如图 1 所示。信号源 v1 通过 R1 和 R2 进行衰减， 其戴维南等效电阻为 R1 和 R2 的并联值，这个电阻应等于低通级电阻
R3 3.9k 。因此，有
R1R2 R3 3.9k R1 R2
由于整个滤波电路通带增益是电压分压器比值和滤波器部分增 益的乘积，且应等于单位增益，故有
R2 ( Avf 1 )2 1 R1 R2
解得 R1 9.8k ， R2 6.47k 。
图 1 带通滤波器电路
为了方便连接电路时选用电阻器， 在性能参数依然达标图 2：
图 2 调整后的电路图
为确保电路参数满足设计要求，用 Multisim 进行仿真，并画出 其幅频响应波特图如图 2-4 所示。由图可知该电路满足要求。
图 3 幅频特性波特图（1kHz）
图 4 幅频特性波特图（4kHz）
图 5 幅频特性波特图（20kHz）
fc 1 2 RC
可计算出精确的电阻值。
对于低通级，由上式计算出 R3 3.9k ，对于高通级，采用同样
计算得 R7 R8 16.5k 。 考虑到 Avf 1 1.586 ，同时尽量要使运放同相输入端和反相输入端 对地的直流电阻基本相等，现选择 R5 20k ，R10 70k ，由此可算出
有源带通滤波器设计
【实验目的】 （1）进一步理解由运放组成的 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）掌握滤波器参数的测量方法； （4）进一步熟悉 Multisim 的使用方法。 【实验要求】 （1）设计要求 设计一个带通滤波器，其中心频率为 2KHz，带宽 3KHz，要求在 20K 频率点处的衰减不得低于 10dB。 （2）测量要求 按照设计连接电路，用函数发生器接入不同频率的输入信号，输出端 连接示波器观测输出信号的幅值， 检测所设计电路的性能是否达到要 求。验证增益 A ，增益稳定性 A 等性能参数。
带通滤波器设计报告_2
带通滤波器实验报告一、设计目标采用通用运放LM324设计一个二阶有源带通滤波器电路。
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。
二、工作原理一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。
实际上，并不存在理想的带通滤波器。
滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。
这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。
三、技术要求1、中心频率处电压增益：1.02、中心频率：2KHz3、频带宽度：1.60—2.40KHz4、输入信号电压：正弦波有效值Ui≤100mV5、电源电压：±12V范围内可任选。
四、实验电路图五.实验multisim仿真及测量步骤实验波特图由上图可知实验电路图满足设计要求中心频率为2KHz,截止频率分别为1.635KHz、2.421KHz,基本符合设计要求。
测量方法及步骤根据电路图连接好电路，直流稳压电源调至±5V，调节函数发生器输入电压为50mV，通过改变函数发生器的输入频率观察交流毫伏表的变化。
所测数据如下：频率电压2KHz 50mV1.64KHz 35mV2.44KHz 35mV由所测数据可知，中心频率为2KHz,频带宽度为1.64—2.44KHz，与设计要求基本一致，试验成功。
六、元件清单及所用仪器面包板一个运算放大器 LM324N 一个电容 4.7μF 一个10nF 两个电阻 40KΩ一个20KΩ一个1.72KΩ一个715Ω一个实验仪器：函数发生器，直流稳压电源，交流毫伏表。
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。
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 10.0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 10.0 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滤波器简介滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。
有源带通滤波器设计
有源带通滤波器设计带通滤波器的设计一般包括四个主要步骤：定义设计参数、选择合适的滤波器类型、确定电路元件值、进行性能评估和调试。
下面将详细介绍这四个步骤。
第一步是定义设计参数。
在设计带通滤波器之前，我们需要明确以下几个参数：通带范围、阻带范围、滤波器的增益、频率响应以及电源电压。
通带范围是指滤波器能通过的频率范围，阻带范围是指滤波器能屏蔽的频率范围。
增益是指信号通过滤波器后的增益，频率响应是指滤波器对不同频率信号的响应情况。
电源电压是指滤波器所工作的电源电压。
第二步是选择合适的滤波器类型。
常见的滤波器类型有RC滤波器、RL滤波器、LC滤波器和活性滤波器等。
RC滤波器适用于低频信号的滤波，RL滤波器适用于高频信号的滤波，LC滤波器适用于中等频率信号的滤波，而活性滤波器通常具有更好的性能和灵活性。
第三步是确定电路元件值。
根据滤波器类型和设计参数，我们可以使用电路设计工具，如网络分析仪和电路设计软件，来计算出滤波器电路的元件值。
电路元件包括电阻、电容、电感和活性器件（如运放）等。
选择合适的元件值可以实现所需的滤波特性。
第四步是进行性能评估和调试。
在设计完成后，我们需要使用实际电路进行性能评估和调试。
这包括测量滤波器的频率响应、增益、相位移、失真程度和各个频段的信号衰减情况。
如果滤波器没有达到设计要求，我们可能需要对电路进行调整和优化。
总结起来，有源带通滤波器的设计涉及定义设计参数、选择滤波器类型、确定电路元件值和进行性能评估和调试等步骤。
这个过程需要结合理论知识和实际经验，以实现对特定频率范围信号的精确筛选。
RC有源带通滤波器的设计
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。
低通滤波器的技术指标为：dB A Hzf G dB A Hzf SH PH 204000113000min max ===== 高通滤波器的技术指标为： dB A Hz f G dBA Hzf 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PH f SS 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 PL S H S H π2'|)'()(==4． 选择电路结构并计算R 、C 元件值滤波器的总阶数由一阶电路与二阶电路级联来实现。
有源滤波器实验报告
有源滤波器实验报告实验报告：有源滤波器设计与实验一、实验目的：1.了解有源滤波器的基本原理和结构；2.学习并掌握有源滤波器的设计方法；3.通过实验验证有源滤波器的滤波性能。
二、实验器材与设备：1.信号发生器；2.电压表；3.示波器；4.集成运算放大器；5.电阻、电容等被试器件；6.连接线等。
三、实验原理：四、实验内容：1.选择合适的电阻和电容值；2.根据所需的滤波类型（高通、低通、带通等），设计电路图；3.对电路进行搭建和连接，注意连接线的正确连接；4.使用示波器对输入输出的波形进行观察，并记录数据；5.分别改变输入信号的频率，观察输出波形和幅频特性；6.根据实验数据进行分析和总结。
五、实验结果与分析：根据实际操作和数据记录，可以得到有源滤波器的输入输出波形，并根据示波器上的数据进行幅频特性分析。
六、实验总结：通过本次实验，我们深入了解了有源滤波器的工作原理和滤波效果。
实验中我们根据所需的滤波类型选择合适的电阻和电容值，并设计了电路图。
在实验过程中，我们观察了输入输出波形，并记录了数据。
根据数据分析，我们发现有源滤波器在不同信号频率下的滤波效果明显，并符合理论预期。
在实验中，我们还需要注意电路连接的正确性和实验数据的准确性。
通过本次实验，我们进一步巩固了有源滤波器的原理和设计方法，学会了如何通过实验验证滤波器的性能。
1.《电子技术基础》，第三版，李明，高等教育出版社。
2.《模拟电子技术基础实验指导书》，李华，华南理工大学出版社。
八、附录：实验中使用的电路图、示波器数据和数据分析表格等。
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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滤波器简介滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。
在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。
它是由集成运放和R、C 组成的有缘滤波电路的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。
广义地讲，任何一种信息传输的通道（媒质）都可视为是一种滤波器。
因为，任何装置的响应特性都是激励频率的函数，都可用频域函数描述其传输特性。
因此，构成测试系统的任何一个环节，诸如机械系统、电气网络、仪器仪表甚至连接导线等等，都将在一定频率范围内，按其频域特性，对所通过的信号进行变换与处理。
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。
滤波器基础知识1.滤波器的分类滤波器有各种不同的分类，一般有如下几种：（1）按处理信号类型分类，可分为模拟滤波器和离散滤波器两大类。
其中模拟滤波器又可分为有源、无源、异类三个分类；离散滤波器又可分为数字、取样模拟、混合三个分类。
实际上有些滤波器很难归于哪一类，例如开关电容滤波器既可属于取样模拟滤波器，又可属于混合滤波器，还可属于有源滤波器。
因此，我们不必苛求这种“精确”分类，只是让人们了解滤波器的大体类型，有个总体概念就行了。
（2）按选择物理量分类---按选择物理量分类，滤波器可分为频率选择、幅度选择、时间选择（例如PCM制中的话路信号）和信息选择（例如匹配滤波器）等四类滤波器。
（3）按频率通带范围分类---按频率通带范围分类，滤波器可分为低通、高通、带通、带阻、全通五个类别，而梳形滤波器属于带通和带阻滤波器，因为它有周期性的通带和阻带。
2.有源滤波器和无源滤波器有源滤波自身就是谐波源。
其依靠电力电子装置，在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。
有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率。
其优点是反映动作迅速，滤除谐波可达到95％以上，补偿无功细致。
缺点为价格高，容量小。
由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟，所以当前常见的有源滤波容量不超过600千瓦。
其运行可靠性也不及无源。
一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻（调谐滤波）状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。
这样谐波电流就不会流入系统。
无源滤波的优点为成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大。
缺点为谐波滤除率一般只有80％，对基波的无功补偿也是一定的。
目前在容量大且要求补偿细致的地方一般使用有源加无源混合型，即无源进行大容量的滤波补偿，有源进行微调。
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)与带阻(BEF)四种滤波器，它们的幅频特性如图2-1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。
这里主要说明有源滤波器，无缘的就简单说下，不再详述。
（a）低通（b）高通(c) 带通（d）带阻图1 四种滤波电路的幅频特性示意图各种滤波器的作用和结.低通滤波器(LPF)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up A : 11f uP R A R =+ (2-1) 截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率0f :012f RCπ= (2-2) 品质因数Q ,的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状:13uP Q A =- (2-3) 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。
2 高通滤波器（HPF ）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2－2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2－3(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 二阶高通滤波器当时，幅频特性曲线的斜率为+40 dB/dec；当A≥3时，u p电路自激。
电路性能参数A、0f各量的函义同二阶低通滤波器。
u p图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。
带通滤波器（BPF）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。
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2－4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.电路性能参数通带增益A：up441fup R R A R RC B += (2-4) 中心频率0f ：0f (2-5) 通带宽度B ：1234112()f R B CR R R R =+- (2-6) 品质因素Q ： 0f Q B =(2-7) 此电路的优点是改变R 和4R 的比例就可改变频宽而不影响中心频率。
4 带阻滤波器（BEF ）1.带阻滤波器带阻滤波器的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过（或受到很大衰减或抑制），而在其余频率范围，信号则能顺利通过，如图2－5（a ）所示。
在双T 网络后加一级同相比例运算电路就构成了基本的二阶有源BEF(a)电路图 (b)频率特性(c)原理框图图5 二阶带阻滤波器2.电路性能参数通带增益up A ：11f up R A R =+ (2-8) 中心频率0f : 012f RC π=(2-9) 带阻宽度B :02(2)u p B A f =- (2-10)品质因数Q ：12(2)up Q A =- (2-11)有源带通滤波器的设计要求指标1.带宽要求：15Hz~35KHz2.带外抑制比要求：>=-20dB/倍频程方案的选择及流程1.阶数的选择根据所需带外抑制比大于等于20dB/倍频程，我们选用了四阶带通滤波器，因为选用二阶时为：倍频程/6log 202dB c cf f =选用三阶时为：倍频程/12log 202*2dB = 选用四阶时为：倍频程/24log 202*2*2*2dB =此时可以满足要求带外抑制比≥20dB/倍频程倍频程和10倍频程的选择：对于滤波或运放放大倍数来讲是用dB来表示的。
具体的公式是A(w)=A0/(1+jw/w0), w0是滤波频率或运放的一个极点。
采用dB表示时是20*log|A(w)|.A(w)要取模，即A0/sqrt(1+w*w/(w0*w0)).对于n倍频(靠近w0的频率不准确,n>0),w2=n*w1, w1>>w0.(开方中的1可忽略)则有A(w2)-A(w1)=20*logA0-20*log(sqrt(w2*w2)/(w0*w0) )-20*logA0+20*log(sqrt(w1*w1)/(w0*w0 ))=-10*log(w2*w2/(w1*w1)=-10*log(n*n)这样对于两倍频，w2=2*w1,则此时下降是-10*log4=当w2=10*w1时 -10*log100=-20dB.2.电路形式的选择由于我们所选的滤波器阶数n为偶数，所以我们选用n/2个二阶滤波器级联；3.原理图仿真依原理图用Multisim 进行仿真，使基本达标。