二阶有源带阻滤波器课程设计汇总
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。
二阶有源滤波器设计
电子系统设计实验
题目：二阶有源滤波器设计
专业：电子信息科学与技术
班级：
姓名：
指导老师：
时间：
二阶有源滤波器设计
一．设计要求：
设计一个二阶有源高通滤波器和一个二阶有源低通滤波器，并能将它们连接成带通滤波器。
高通滤波器截止频率：100Hz ，增益：AV=2。 低通滤波器截止频率：2KHz ， 增益：AV=2。 衰减速率：>30DB/10倍频。
二．使用元器件：
集成运算放大器 LM324一片
电阻 14k Ω 2个 、20k Ω 4个、9.5k Ω2个 电容 0.1uF 2个、0.01uF 2个
三．原理及电路设计：
二阶滤波器重要性不仅仅在于它们本身，还在于它们是构造高阶滤波器的重要组成部分，所以先研究它们的响应。回顾二阶有源滤波电路的低通、高通响应，可以看出它们拥有相同的分母0()1/D j j ωωω=+，从而正式分子()N j ω决定了响应的类型。当()N j ω=1，得到低通；当()N j ω=0/j ωω，得到高通。另外，加权在于H 的存在并不改变响应类型，他仅仅会使幅度图产生上下移动，这取决与它的绝对值是大于1还是小于1
。
类似的考虑对二阶响应也是成立的。然而，因为分母现在的阶数是2，所以
除了0ω外还有一个附加的滤波器参数。所有的二阶函数都可以表示成如下的标准形式： 2
00()
()(/)2(/)1
N s H s s s ωζω=++
（2.1）
式中()N s 是一个阶数m 小于等于2的s 多项式；0ω称作无阻尼自然频率，单位是rad/s ；而ζ
是一个无量纲的参数，称为阻尼系数。这个函数有两个极点，
双T网络有源二阶带阻滤波器设计
某某大学小论文报告
课程名称：现代电路课程编
号：
论文题目: 双T网络有源带阻滤波器设
计
研究生姓名: 学号:
研究生姓名: 学
号:
论文评语:
成绩: 任课教师:
评阅日期:
双T网络有源带阻滤波器设计
摘要
滤波器主要用于消除干扰信号，将输入信号经过过滤而得到特定频率的频点或者去除该频点以外的频率。有源滤波器由运放、电阻和电容组成。带阻滤波器是为了限制某一频率的信号通过，又称为陷波器。
关键字：有源滤波器，带阻滤波器，运算放大器，限制频率
Abstract
Filter is used to work off interfering signal, the signal input is filtered to get a certain frequency signal, or work off a certain frequency. Active filter comprises operational amplifier, resistance and capacitance. Band stop filter is used to stop a certain frequency signal, and it is also called trap filter.
Key words: active filter, band stop filter, operational amplifier, stop a certain frequency
1. 引言
滤波器的主要作用是通过选频网络得到某一特定频率的信号或者消除某一特
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。
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)
简介 (1)
工作原理 (1)
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)
元器件误差 (7)
运放的性能 (7)
仪器误差 (7)
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)
二阶有源带通滤波器设计及参数计算
之阳早格格创做
滤波器是一种只传输指定频段旗号，压造其余频段旗号的电路.
滤波器分为无源滤波器与有源滤波器二种：
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:
普遍由集成运搁与RC搜集形成，它具备体积小、本能宁静等便宜，共时，由于集成运搁的删益战输进阻抗皆很下，输出阻抗很矮，故有源滤波器还兼有搁大与慢冲效率. 利用有源滤波器不妨超过有用频次的旗号，衰减无用频次的旗号，压造搞扰战噪声，以达到普及疑噪比或者选频的手段，果而有源滤波器被广大应用于通疑、丈量及统造技能中的小旗号处理.
从功能去上有源滤波器分为：
矮通滤波器（LPF）、下通滤波器（HPF）、
戴通滤波器（BPF）、戴阻滤波器（BEF）、
齐通滤波器（APF）.
其中前四种滤波器间互有通联，LPF与HPF间互为对于奇闭系.当LPF的通戴截行频次下于HPF的通戴截行频次时，将LPF与HPF相串联，便形成了BPF，而LPF与HPF并联，便形成BEF.正在真用电子电路中，还大概共时采与几
种分歧型式的滤波电路.滤波电路的主要本能指标有通戴电压搁大倍数AVP、通戴截行频次fP及阻僧系数Q等.
戴通滤波器（BPF）
（a）电路图(b)幅频个性
图1 压控电压源二阶戴通滤波器
处事本理：那种滤波器的效率是只允许正在某一个通频戴范畴内的旗号通过，而比通频戴下限频次矮战比上限频次下的旗号均加以衰减或者压造.典型的戴通滤波器不妨从二阶矮通滤波器中将其中一级改成下通而成.如图1（a）所示. 电路本能参数
通戴删益
核心频次
通戴宽度
采用性
此电路的便宜是改变Rf战R4的比率便可改变频宽而没有效率核心频次.
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（L P F）、高通滤波器（H P F）、
带通滤波器（B P F）、带阻滤波器（B E F）、全通滤波器（A P F）。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f P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。
8-二阶巴特沃什有源滤波器设计
二阶巴特沃兹（Butterworth ）有源滤波器的设计 实验内容：
1. 设计一个VCVS （压控电压源）低通滤波器，要求其截止频率f 0=10kHz ，Q=0.707（巴特沃兹），过渡带幅度衰减为-40dB/十倍频。仿真验证设计，并组装调试电路，测量得出其幅频特性曲线；
2. 设计一个VCVS （压控电压源）高通滤波器，要求其截止频率f 0=100Hz ，Q=0.707（巴特沃兹），过渡带幅度衰减为-40dB/十倍频。仿真验证设计，并组装调试电路，测量得出其幅频特性曲线；
3. 设计一个VCVS （压控电压源）带通滤波器，要求其通频带为100Hz~10kHz ，仿真验证设计，并组装调试电路，测量得出其幅频特性曲线。
调试步骤：
1）根据设计元件值，在实验箱上组装电路。
2）检查无误后，接通电源、消振、调零，然后输入V v i 1=的正弦电压，在0)2~1.0(f f =范围内用示流器粗略观察滤波器输出电压幅度变化情况，看是否符合低通特性，不符合排除故障。
3）用逐点法测量幅频特性曲线。改变信号频率，维持V v i 1=，将测出的电压0v （运
集成运放：
集成运算放大器uA741 四运放集成电路LM324 （调零：两个调零端接电位器（10k Ω）的两端，电位器中间焊片接-Vcc ）
参考电路：
1．低通滤波电路
2．高通滤波电路：
3．带通滤波电路：
二阶有源带通滤波器的课程设计
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 (3)
1.设计任务及要求 (3)
2.方案选择 (3)
3. 二阶有源带通滤波器理论设计 (4)
3.1 简介 (4)
3.2 工作原理 (4)
3.3 传递函数及性能参数 (5)
3.4 器件参数的选取 (6)
3.5 Multisim仿真及仿真数据处理 (6)
4. 电路板的制作 (8)
4.1 原理图和PCB图的绘制 (8)
4.2 电路板制作过程 (9)
5. 电路板的调试 (10)
5.1 调试的仪器 (10)
5.2 调试过程及结果 (10)
5.3 调试所遇到的问题 (13)
5.4 调试误差分析 (13)
6. 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。
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，控制其他频段信号的电路。
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 网络组成，它拥有体积小、性能牢固等优点，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适用频率的信号，衰减无用频率的信号，控制搅乱和噪声，以达到提高信噪比或
选频的目的，所以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办理。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 相串通，就组成了 BPF ，而 LPF 与 HPF 并联，就组成 BEF 。在合用电子电路中，还可能同时采用几种不同样型式的滤波电路。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) 幅频特点
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赞同在某一个通频带范围内的信号经过，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控制。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。
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（L P F）、高通滤波器（H P F）、
带通滤波器（B P F）、带阻滤波器（B E F）、全通滤波器（A P F）。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f P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。
《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
指导教师签名：
2013年12月日
三、成绩
验收盖章
2013年12月日
RC有源带通滤波器的设计
1设计目的
（1）了解二阶有源带通滤波器的性能特点。
（2）掌握滤波器有关参数的测量和计算方法。
（3）掌握二阶压控电压源有源滤波器的设计与测试方法。
2设计思路及分析
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，通常主要由电阻与电容组成。
电路设计1滤波器的传输函数与性能参数由rc元件与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放大器反馈网络rc网络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为运算放大器带宽限制这类滤波器仅适用于低频范围
模拟电子技术课程设计报告书
课题名称
有源带通滤波器
姓名
*********
学号
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
电子技术课程设计报告 二阶RC有源低通_高通_带阻滤波器的设计
电子技术课程设计报告（二阶RC有源滤波器的设计）
目录
第一章设计任务与要求 (3)
1.1 设计任务 (3)
1.2 设计要求 (3)
第二章设计方案 (3)
2.1 总方案设计 (3)
2.1.1 方案框图 (3)
2.1.2 子框图的作用 (3)
2.1.3 方案选择 (4)
第三章设计原理与电路 (6)
3.1 单元电路的设计 (6)
3.1.1 原理图设计 (6)
3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 (8)
3.2 元件参数的计算 (10)
3.2.1 二阶低通滤波器 (10)
3.2.2 二阶高通滤波器 (10)
3.2.3 二阶带通滤波器 (10)
3.2.4 二阶带阻滤波器 (11)
3.2 元器件选择 (11)
3.3 工作原理 (12)
第四章电路的组装与调试 (12)
4.1 MultiSim电路图 (13)
4.2 MultiSim仿真分析 (15)
第五章设计总结 (19)
附录 (20)
附录Ⅰ元件清单 (20)
附录Ⅱ Protel原理图 (20)
附录Ⅲ PCB图（正面） (21)
附录Ⅳ PCB图（反面） (22)
参考文献 (23)
第一章设计任务与要求
1.1 设计任务
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、带阻)；
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。
1.2 设计要求
1、分别设计二阶RC低通、高通、带通、带阻滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；
2、在multisim里仿真电路，测量并调整静态工作点；
课程设计--二阶有源低通滤波器
一题目要求与方案论证1.1（设计题题目）二阶有源低通滤波器
1.1.1题目要求
设计二阶有源低通滤波器。要求截止频率f
0=1000H
Z
；通带内电压放大倍数A
=15，品
质因数Q=0.707。分析电路工作原理，设计电路图，列出电路的传递函数，正确选择电路中的参数。
1.1.2 方案论证
（1）：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。
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。
二阶有源带阻滤波器课程设计汇总
二阶有源带阻滤波器
设计报告
目录
1、设计要求………………………..P1
2、设计作用及目的………………..P1
3、设计的具体实现
⑴系统概述……………………...P1-P8
⑵单元电路设计及仿真分
析…...P9-P22
⑶PCB版电路制作……………..P
4、心得体会及建议………………...P
5、附录……………………………...P
6、参考文献………………………...P
一、设计要求
f=50Hz，Q=10；⑴、设计一个二阶有源带阻滤波器电路，要求中心频率0
⑵、设计时要综合考虑实用、经济并满足性能要求指标；
⑶、合理选用元器件。
二、设计的作用、目的
⑴、掌握二阶有源带阻滤波器电路的设计方法
⑵、了解二阶有源带阻滤波器的性能特点
⑶、掌握二阶有源带阻滤波器的安装与调试方法
⑷、掌握滤波器有关参数的测量、计算方法
⑸、理论应用于实践，增强动手能力
三、设计的具体实现
1、系统概述
⑴、相关知识了解
由有源器件（晶体管或集成运放）和电阻、电容构成的滤波器称为RC有源滤波器。滤波器分为一阶、二阶和高阶滤波器。阶数越高，其幅频特性越接近于理想特性，滤波器的性能就越好。滤波器的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。可用在信号处理、数据传输、抑制干扰等方面。这类滤波器主要优点是：小型，价廉；不需要阻抗匹配且可具有一定的增益；抗干扰能力强；截止频率低（可低至10-3Hz）。因受运算放大器的频带限制，主要用在超低频至几百千赫的频率范围。根据滤波器所能通过信号的频率范围或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻等四种滤波器。
数字信号处理课程设计之带阻滤波器汇总
课程设计报告
(2013-- 2014年度第一学期)
名称: 数字信号处理
题目：带阻FIR数字滤波器设计
院系：动力系
班级：测控11K2
学号：
学生姓名：
指导教师：白康
设计周数：一周
成绩：
日期：2014年01月13日
《数字信号处理》课程设计
任务书
一、目的与要求
能够运用本课程中学到的知识，设计基于窗口函数法的FIR 数字滤波器。要求掌握数字信号处理的基本方法；FIR滤波器的设计步骤和方法；能够熟练采用C 语言或MATLAB语言进行计算机辅助设计和仿真验证设计内容的合理性。
二、主要内容
1）掌握设计数字滤波器的基本步骤；
2）重点掌握利用窗口函数法设计FIR数字滤波器的设计方法，不同窗函数对滤波器滤波性能的影响以及滤波器单位冲激响应长度对滤波
器延时特性的影响；
3）能够利用傅立叶变换在理论上分析滤波器的频率响应；
4）掌握计算机C语言或MATLAB的编程技巧；
三、进度计划
序号设计(实验)内容完成时间备注
1 熟悉利用窗口函数法设计FIR带
2天
阻滤波器的方法和步骤，针对具
体题目进行设计
2 编制程序2天
3 调试，答辩1天
四、设计（实验）成果要求
设计报告
五、考核方式
答辩+平时表现
学生姓名：
指导教师：白康
20014年1月13 日
数字信号处理课程设计
一、设计目的与要求
能够运用本课程中学到的知识，设计基于窗口函数法的FIR 数字滤波器。要求掌握数字信号处理的基本方法；FIR 滤波器的设计步骤和方法；能够熟练采用C 语言或MATLAB 语言进行计算机辅助设计和仿真验证设计内容的合理性。 二、正文 1．设计题目：
采用窗口函数法设计一个带阻FIR 数字滤波器，要求设计的频率响应为
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二阶有源带阻滤波器
设计报告
目录
1、设计要求………………………..P1
2、设计作用及目的………………..P1
3、设计的具体实现
⑴系统概述……………………...P1-P8
⑵单元电路设计及仿真分析…...P9-P22
⑶PCB版电路制作……………..P
4、心得体会及建议………………...P
5、附录……………………………...P
6、参考文献………………………...P
一、设计要求
f=50Hz，Q=10；⑴、设计一个二阶有源带阻滤波器电路，要求中心频率0
⑵、设计时要综合考虑实用、经济并满足性能要求指标；
⑶、合理选用元器件。
二、设计的作用、目的
⑴、掌握二阶有源带阻滤波器电路的设计方法
⑵、了解二阶有源带阻滤波器的性能特点
⑶、掌握二阶有源带阻滤波器的安装与调试方法
⑷、掌握滤波器有关参数的测量、计算方法
⑸、理论应用于实践，增强动手能力
三、设计的具体实现
1、系统概述
⑴、相关知识了解
由有源器件（晶体管或集成运放）和电阻、电容构成的滤波器称为RC有源
滤波器。滤波器分为一阶、二阶和高阶滤波器。阶数越高，其幅频特性越接近于
理想特性，滤波器的性能就越好。滤波器的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。可用在信号处理、数据传输、抑制干扰
等方面。这类滤波器主要优点是：小型，价廉；不需要阻抗匹配且可具有一定的
增益；抗干扰能力强；截止频率低（可低至10-3Hz）。因受运算放大器的频带限
制，主要用在超低频至几百千赫的频率范围。根据滤波器所能通过信号的频率范
围或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻等四种滤
波器。
这里专门对二阶有源带阻滤波器进行研究。常用的二阶有源带阻滤波器电路
有两种形式，一种是无限增益多路负反馈（MFA）有源二阶带阻滤波器电路，另
一种是电压控制电压源（VcVs）有源二阶带阻滤波器电路。
电压控制电压源电路，它的运放为同相输入，具有高输入阻抗、低输出阻抗
１
的特点。滤波电路相当于一个电压源。其结构电路图如下图（a）所示，它的优点是电路性能稳定，增益容易调节。
无限增益多路负反馈电路，它的运放为反相输入，输出端通过C1、R1形成两条支路。其电路结构图如下图（b）所示。他的优点是电路具有倒相作用，使用元件较少；缺点是调解增益时会对参数有影响。
（a）电压控制电压源电路
（b）无限增益多路负反馈电路
２
３ ⑵、相关概念
①、有源滤波电路：若滤波电路含有有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，成为有源滤波电路。
②、有源滤波器：有运算放大器和阻容元件组成的选频网络。用于传输有用频段的信号，抑制或衰减无用频段的信号。滤波器阶数越高，性能越逼近理想滤波器特性。
③、滤波器阶数：在分析有源滤波电路时，一般通过“拉氏变换”，将电压与电流变换成“像函数”U(s)和I(s)。R(s)=R ，Zc(s)=
1sc ，Z L (s)=SL 。输出量与输入量之比称为传递函数，即()()()o s u s i s U A U =
。在传递函数中，分母中S 的最高指数称为滤波器的阶数。
④、低通滤波器（LPF ）：低通滤波器是一种用来传输低频段信号，抑制高频段信号的电路。当信号的频率高于某一特定的截止频率1p f 时，通过该电路的信号会被衰减（或被阻止），而低于1p f 的信号通过该滤波器。
⑤、高通滤波器（HPF ）：高通滤波器是一种用来传输高频段信号，抑制或衰减低频段信号的电路。当信号的频率低于某一特定的设截止频率2p f 时，通过该电路的信号会被衰减（或被阻止），而高于2p f 时，信号可以通过该滤波器。
⑥、带阻滤波器（BEF ）：带阻滤波器是可以用来抑制或衰减某一频段信号，并让该频段以外的所有信号都通过的滤波器。即设低频段截止频率为1p f ，高频段截止频率为2p f ，则频率低于1p f 或高于2p f 的信号可以通过，而频率是在1p f 到2p f 之间的信号会被衰减。
⑦、阻带宽度：高频段截止频率2p f 与低频段截止频率1p f 之差，计为
BW=21p p f f -。
⑧、通带放大倍数：实际中，滤波器的幅频特性可分为通带（能够通过的信号频率范围）、过渡带与阻带（阻止信号通过的频率范围）。称通带中输出电压与输入电压之比
up A 为通带放大倍数。
４
⑶、系统设计思路
要完成滤波器的实际任务，就是要根据所要求的指标，先确定电路形式，这里我选择的是电压控制电压源电路来实现设计要求。大致步骤为：
① 、据所要求的指标，确定电路形式；
②、列写电路传递函数，计算电路中各元件参数；
③、分析和检查元件参数的误差项，进行复算，看是否满足设计指标,若满足，就进行实验定案；若不满足要重新设计，直至达到设计指标为止。
⑷、二阶有源带阻滤波器的设计原理
根据对低通滤波器和高通滤波器功能的分析可知，当将低通滤波电路与高通滤波电路并联时，设低通滤波截止频率为1p f ，高通滤波截止频率为2p f 。则输入信号频率低于1p f 的从低通滤波支路到达输出端，高于2p f 的从高通滤波支路到达输出端。而若12p p f f <，那么原输入信号中频率介于1p f 和2p f 之间的信号就会被滤掉无法在输出端获得。这就构成了带阻滤波器，即将低通滤波电路与高通滤波电路并联，且低通滤波截止频率低于高通滤波截止频率就可构成带阻滤波器。为了使负载不影响滤波器的滤波特性，可在无源滤波电路与负载之间加一个高输入电阻低输出电阻的隔离电路。而在理想运放的条件下，同相比例运算放大电路就具有“高输入电阻，低输出电阻（输入电阻为无穷大，输出电阻为零）”的特点。取最简单的电压跟随器，如图（c ）。o p U U =,p U 仅决定于RC 的值，故在集成运放功耗允许的情况下，负载变化，放大倍数的表达式不变，因此频率特性不变。这样将已构成的带阻滤波电路与同相比例运算放大器相连接就可构成有源带阻滤波器。当所选用的低通滤波电路与高通滤波电路是二阶的时，构成的有源带阻滤波器就是所谓的二阶有源带阻滤波器