RC有源低通滤波器
低通滤波器设计
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2、二阶低通滤波器
滤波器阶数不同对性能有着影响, 滤波器阶数不同对性能有着影响,下图为二阶 有限增益的低通滤波器的原理图 的低通滤波器的原理图。 有限增益的低通滤波器的原理图。 一般的,电路中通常取: 一般的,电路中通常取:
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将一阶滤波器和二阶滤波器级联后可得到奇阶 的伯特瓦兹低通滤波器, 的伯特瓦兹低通滤波器,将二阶滤波器级联后可得 到偶阶的伯特瓦兹低通滤波器。 到偶阶的伯特瓦兹低通滤波器。 设计截止频率为1KHz的 例:设计截止频率为1KHz的4阶伯特瓦兹低通滤 波器
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参数的选取
传递函数为: 传递函数为: V0 ( S ) Ho H (S ) = = Vi ( S ) 1 + (3 − H o ) RCS + ( RCS ) 2 增益为: 增益为:
R3 + R4 Ho = R3
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1 滤波器的低通截止频率为: 滤波器的低通截止频率为: ω 0 = RC
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说明
一、低通有源滤波器的设计
1、一阶低通滤波器 功能:低于截止频率的低频信号通过, 功能:低于截止频率的低频信号通过,衰减高 频信号分量, 频信号分量,通带为 0 ≤ ω ≤ ω c , c 为截止频率。 ω 为截止频率。 RC网络构成的一阶低通滤波器的I/O关系如下 网络构成的一阶低通滤波器的I/O关系如下: RC网络构成的一阶低通滤波器的I/O关系如下:
' 1
' R2 = 1.52 KΩ
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的两种滤波器,它们利用不同的元器件和工作原理来实现对特定频率信号的滤波。
其中,无源滤波器是由无源元件(如电阻和电容)组成的滤波器,而有源滤波器则是由有源元件(如放大器)与无源元件组成的滤波器。
本文将从深度和广度两个方面探讨这两种滤波器的工作原理,以帮助读者更好地理解它们在电子电路中的应用。
一、无源滤波器的工作原理1. 无源滤波器的基本结构无源滤波器由电容和电感组成,通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
其中,电容和电感分别对应频率响应的不同特性,通过它们的组合可以实现对不同频率信号的滤波。
2. 无源滤波器的工作原理在无源滤波器中,由于没有放大器或其他有源元件来提供能量,因此滤波器的输出信号不能比输入信号的幅度更大。
它们的工作原理是基于电容和电感的频率特性,利用不同频率信号在电容和电感上的响应来实现滤波效果。
在低通滤波器中,高频信号通过电容而被阻断,而低频信号可以通过电感并输出。
3. 无源滤波器的优点和局限性无源滤波器可以实现简单的电路结构和低成本的滤波效果,但也存在着频率范围受限、无法增益信号和难以调节的局限性。
二、有源滤波器的工作原理1. 有源滤波器的基本结构有源滤波器在无源滤波器的基础上加入了放大器或其他有源元件,使得滤波器不仅能够对信号进行滤波,还能够对信号进行放大或衰减。
常见的有源滤波器包括运算放大器滤波器、晶体管滤波器和集成电路滤波器等。
2. 有源滤波器的工作原理有源滤波器利用放大器的放大和反馈作用来实现对信号的滤波效果。
在有源滤波器中,放大器提供了增益,并利用反馈网络来调节放大器的频率响应,从而实现对特定频率信号的滤波。
3. 有源滤波器的优点和局限性有源滤波器具有灵活的频率范围、可调的增益和滤波效果好等优点,但也存在着电路结构复杂、成本较高和对放大器性能要求较高的局限性。
总结回顾通过本文的介绍,我们可以更全面、深刻地理解无源滤波器和有源滤波器的工作原理。
二阶有源低通滤波器中rc参数
二阶有源低通滤波器中r c参数一、引言低通滤波器在信号处理中起着非常重要的作用。
而二阶有源低通滤波器是一种常见且常用的滤波器。
在设计和分析二阶有源低通滤波器时,R C(R es is to r-Ca pa c it or,电阻-电容)参数是需要重点关注和调整的。
本文将围绕二阶有源低通滤波器的RC参数展开讨论和介绍。
二、二阶有源低通滤波器概述二阶有源低通滤波器是一种能够提供二阶滤波效果的电路,它能够将输入信号中高于截止频率的部分滤除,只保留低频部分。
该滤波器一般由放大器及RC组成,其中RC参数对于滤波器的性能影响较大。
三、R C参数的定义与意义在二阶有源低通滤波器中,R C参数分别代表电阻和电容的取值。
这两个参数决定了滤波器的截止频率、滤波器的斜率以及对输入信号的幅频特性进行调整。
具体来说,R C参数的取值将直接影响滤波器的频率响应和幅度衰减。
四、确定R C参数的方法1.确定截止频率:首先需要根据系统的要求以及信号特性来确定所需的截止频率。
2.选择合适的电容值:在给定截止频率情况下,可以选择合适的电容值来满足要求。
一般来说,较大的电容值会使得截止频率较低。
3.选择合适的电阻值:在电容值确定的情况下,可以根据需要选择合适的电阻,以达到所需的滤波效果。
五、R C参数的优化与调整在设计二阶有源低通滤波器时,可能需要根据具体要求对R C参数进行优化与调整。
以下是一些常见的优化与调整方法:1.改变电容值:通过改变电容值来调整滤波器的截止频率或幅频特性。
2.改变电阻值:通过改变电阻值来调整滤波器的斜率或幅频特性。
3.考虑负载影响:在设置R C参数时,需要考虑输入和输出的负载情况,以确保滤波器的性能能够满足实际需求。
六、R C参数的应用案例以下是一个例子,展示了如何根据具体需求确定R C参数的过程。
假设我们要设计一个二阶有源低通滤波器,要求截止频率为10k Hz,可以按照以下步骤进行设计:1.确定截止频率:截止频率为10k Hz。
rc滤波器原理
rc滤波器原理RC滤波器原理。
RC滤波器是一种常见的电子滤波器,它由电阻(R)和电容(C)组成。
在电子电路中,RC滤波器被广泛应用于信号处理和滤波器设计中。
它可以用于去除信号中的噪音、滤波器频率、平滑信号等。
在本文中,我们将探讨RC滤波器的原理及其工作方式。
首先,让我们来了解一下RC滤波器的基本原理。
RC滤波器是一种基于电容和电阻的滤波器,它可以根据输入信号的频率来选择性地通过或阻塞信号。
在RC滤波器中,电容和电阻的组合可以产生不同的频率响应。
当输入信号的频率高于滤波器的截止频率时,滤波器会通过信号;当输入信号的频率低于截止频率时,滤波器会阻塞信号。
这种特性使得RC滤波器成为一种重要的信号处理工具。
其次,让我们来详细了解一下RC滤波器的工作原理。
在一个简单的RC滤波器电路中,电容和电阻被串联或并联连接。
当输入信号通过RC滤波器时,电容会对信号进行存储和释放,而电阻则会限制电流的流动。
这种存储和释放的过程导致了信号的频率响应特性。
当输入信号的频率很高时,电容会迅速存储和释放电荷,导致信号通过滤波器。
而当输入信号的频率很低时,电容的存储和释放过程变得缓慢,导致信号被滤波器阻塞。
此外,RC滤波器还具有一些特殊的频率响应特性。
例如,当输入信号的频率接近滤波器的截止频率时,RC滤波器会产生一个相位延迟。
这种相位延迟可以对信号的相位进行调整,从而影响滤波器的频率响应。
因此,在设计RC滤波器时,需要考虑相位延迟对信号的影响,以确保滤波器的性能符合要求。
总的来说,RC滤波器是一种基于电容和电阻的滤波器,它可以根据输入信号的频率选择性地通过或阻塞信号。
通过合理设计电容和电阻的数值,可以实现不同的频率响应特性。
在实际应用中,RC 滤波器被广泛应用于音频处理、通信系统、传感器接口等领域。
通过深入理解RC滤波器的原理和工作方式,我们可以更好地应用它来滤波和处理各种信号。
RC有源滤波器设计.PPT
(图为压控电压源电路) 第一级的电容C为什么不接地而改接到输出端?
二阶有源低通滤波器的传输函数: Au为电压增益, 截止频率,Q为品质因数。
无限增益多路反馈电路
特点:信号从反相端输入,输出端通过C1、R2两条 反馈支路有倒相作用,元件少。
(4)一阶高通滤波器
(2)由图得fc=100Hz时,C=0.1uF,对应得参数 K=10,
满足式
(3)由Au=5,查表得 K=1时,电阻 R1=1.023K R2=12.379K C1=0.2C=0.02uF
(4)以上电阻值乘以参数K=10得设计阻 值:
R1=10.23K=10K+240 R2=123.79K=120K+3.9K
(5)二阶高通滤波器 二阶有源高通滤波器的传输函数:
Au为电压增益, 截止频率, Q为品质因数(图为压控电压源电路)
。
无限增益多路反馈电路(p149)
(6)带通滤波器 可通过高通、低通组合而成 条件:低通截止频率高于高通截止频率
带通滤波电路及特性:
(7)带阻滤波器 由低通、高通组合而成 条件:高通截止频率高于低通截止频率
设计2 RC有源滤波器设计
一、学习目的 掌握低通、高通、带通、带阻等最基本二
阶RC有源滤波器的快速设计方法与性能参数的 测试要求。
二、原理 1、滤波器的传输特性 滤波器的功能: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。
根据频率范围可分为低通、高通、带通、带阻 等四种滤波器,它们的幅频特性如下图所示。
带阻滤波电路及特性:
三、滤波器快速设计方法
理想滤波器很难实现,只能用实际特性逼 近理想特性,常用的逼近方法有两种: 巴特沃斯(butterworth)滤波器--最大平坦响应 切比雪夫(chebysher)l滤波器--等波动响应
常见低通、高通、带通三种滤波器的工作原理
滤波器滤波器是对波进行过滤的器件,是一种让某一频带内信号通过,同时又阻止这一频带外信号通过的电路。
滤波器主要有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器三种,按照电路工作原理又可分为无源和有源滤波器两大类。
今天,小编主要对低通、高通还有带通三种滤波器做以下简单的介绍,希望电子爱好者的朋友们看完有一点小小的收获。
低通滤波器电感阻止高频信号通过而允许低频信号通过,电容的特性却相反。
信号能够通过电感的滤波器、或者通过电容连接到地的滤波器对于低频信号的衰减要比高频信号小,称为低通滤波器。
低通滤波器原理很简单,它就是利用电容通高频阻低频、电感通低频阻高频的原理。
对于需要截止的高频,利用电容吸收电感、阻碍的方法不使它通过;对于需要放行的低频,利用电容高阻、电感低阻的特点让它通过。
最简单的低通滤波器由电阻和电容元件构成,如下图。
该低通滤波器的作用是让低于转折频率f。
的低频段信号通过,而将高于转折频率f。
的信号去掉。
这一低通滤波器的工作原理是这样:当输入信号Vin中频率低于转折频率f。
的信号加到电路中时,由于C的容抗很大而无分流作用,所以这一低频信号经R输出。
当Vin中频率高于转折频率f。
时,因C的容抗已很小,故通过R的高频信号由C分流到地而无输出,达到低通的目的。
这一RC低通滤波器的转折频率f。
由下式决定:低通滤波器除这种RC电路外,还可以是LC等电路形式。
高通滤波器最简单的高通滤波器是“一阶高通滤波器”,它的的特性一般用一阶线性微分方程表示,它的左边与一阶低通滤波器完全相同,仅右边是激励源的导数而不是激励源本身。
当较低的频率通过该系统时,没有或几乎没有什么输出,而当较高的频率通过该系统时,将会受到较小的衰减。
实际上,对于极高的频率而言,电容器相当于“短路”一样,这些频率,基本上都可以在电阻两端获得输出。
换言之,这个系统适宜于通过高频率而对低频率有较大的阻碍作用,是一个最简单的“高通滤波器”,如下图。
这一电路的工作原理是这样:当频率低于f。
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Cf 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。
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。
有源低通滤波器电路设计
有源低通滤波器电路设计在电子电路中,低通滤波器是一种用于去除高频信号的电路。
其基本原理是通过传递低频信号,而阻碍高频信号。
在本文中,将介绍一种常见的有源低通滤波器电路设计。
下面是一个有源低通滤波器的电路图示:```C(输入)Vin ──────┬─────────────── R───────┬───────────────────── Vout ││└─┬────────────┬──────────┘││││RC││└─┬──────────┘│V-```该电路由一个放大器(非反向放大器)、一个电阻和一个电容组成。
输入信号Vin经过电容C传递到放大器的非反向输入端,并通过电阻R与反馈电容C连接在一起。
放大器的输出端接地,并与电容C一起形成电路的输出Vout。
在非反向放大器中,放大倍数由电阻R2和电阻R1的比值决定。
该电路中的电容C起到了限制高频信号通过的作用。
当信号的频率增加时,电容C的阻抗变小,导致信号更容易通过。
而对于低频信号,电容C的阻抗很高,从而限制了信号的通过。
这样,只有低频信号能够通过电容C,达到去除高频信号的效果。
在设计有源低通滤波器时,需要根据具体的要求来选择适当的放大倍数和截止频率。
截止频率是指滤波器开始阻止高频信号通过的频率。
在这个设计中,可以通过调整电阻R和电容C的数值来实现不同的截止频率。
对于放大器的选择,可以选择一款适合低频应用的放大器,比如运算放大器。
此外,还需要根据电路的输入和输出需求来确定放大倍数的选择。
总之,有源低通滤波器是一种常见的去除高频信号的电路,在许多电子应用中都被广泛使用。
通过适当选择和调整元件的数值,可以实现不同的截止频率和放大倍数的设计。
有源低通滤波器电路
有源低通滤波器电路
有源低通滤波器电路是一种电子电路,用于滤除高频信号并保留低频信号。
它由一个放大器和一个低通滤波器组成。
该电路被广泛应用于音频放大器、通信电路和信号处理系统中。
有源低通滤波器电路的原理是利用放大器的增益来放大输入信号,并通过低通滤波器将高频信号滤除。
放大器的增益可由放大器电路的设计来确定,而低通滤波器则由电容和电阻来构成。
在有源低通滤波器电路中,放大器通常采用运算放大器(Op-Amp)作为放大器。
这是因为Op-Amp具有高增益、低失真和高输入阻抗的特点,非常适合用于放大器电路。
低通滤波器的设计需要考虑电容和电阻的大小。
电容的大小决定了滤波器的截止频率,而电阻则决定了放大器的增益。
在设计电路时,需要根据需要的截止频率和增益来确定电容和电阻的大小。
有源低通滤波器电路的优点是具有高增益、低失真和良好的滤波效果。
它可以有效地滤除高频噪声和干扰信号,从而保证输出信号的质量。
此外,该电路还具有较小的占用空间和较低的成本,非常适合用于电子设备中。
总之,有源低通滤波器电路是一种非常实用的电子电路,在音频放大器、通信电路和信号处理系统等领域都有广泛应用。
通过正确的设计和优化,它可以有效地滤除高频噪声和干扰信号,从而提高系统的性能和可靠性。
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低通滤波器设计原理
低通滤波器设计原理一、介绍滤波器是一种能够改变信号频率特性的电路或设备。
在信号处理中,低通滤波器是一种允许低频信号通过而阻止高频信号通过的滤波器。
本文将介绍低通滤波器的设计原理和相关概念。
二、滤波器的工作原理低通滤波器的设计原理基于信号的频率成分。
在滤波器中,信号通过一个称为通带的频率范围,而被阻断的频率范围称为阻带。
低通滤波器将高于某个截止频率的信号阻断,只允许低于截止频率的信号通过。
截止频率通常以赫兹(Hz)为单位表示。
三、滤波器的类型低通滤波器有多种类型,包括RC低通滤波器、RLC低通滤波器、无源滤波器和有源滤波器等。
不同类型的低通滤波器在实现截止频率和频率响应方面有所不同,因此在设计过程中需要根据具体需求选择合适的滤波器类型。
四、RC低通滤波器的设计原理RC低通滤波器是一种简单且常用的低通滤波器。
它由一个电阻(R)和一个电容(C)组成。
在RC低通滤波器中,电阻和电容的数值决定了截止频率。
截止频率可以通过以下公式计算:截止频率= 1 / (2 * π * R * C)其中,π是圆周率,R是电阻的阻值,C是电容的电容值。
五、RLC低通滤波器的设计原理RLC低通滤波器是一种更复杂的低通滤波器,由一个电阻(R)、一个电感(L)和一个电容(C)组成。
在RLC低通滤波器中,截止频率由电阻、电感和电容的数值共同决定。
截止频率可以通过以下公式计算:截止频率= 1 / (2 * π * sqrt(L * C))其中,π是圆周率,L是电感的电感值,C是电容的电容值。
六、无源滤波器的设计原理无源滤波器是指不使用放大器的滤波器。
常见的无源滤波器包括RC 低通滤波器和RLC低通滤波器。
无源滤波器的设计原理是基于电阻、电容和电感的组合,通过改变它们的数值来实现不同的截止频率。
七、有源滤波器的设计原理有源滤波器是指使用放大器的滤波器。
有源滤波器可以实现更高的增益和更陡的滚降斜率,因此在一些需要更精确滤波的应用中被广泛使用。
低通滤波器
低通滤波器滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置,在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。
滤波一般可分为有源滤波和无源滤波,有源滤波可以使幅频特性比较陡峭,而无源滤波设计简单易行,但幅频特性不如有源滤波器,而且体积较大。
从滤波器阶数可分为一阶和高阶,阶数越高,幅频特性越陡峭。
高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。
采用集成运放构成的RC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。
压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种,适合作为多级放大器的级联。
通常,为了使输出电压在高频段时能够以更快的速率下降,以改善滤波的效果,于是在一介有源低通滤波器上,再加一节RC低通滤波环节,称为二阶有源滤波电路。
它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。
在本次实验中,我们想通过利用741芯片搭接一个二阶有源低通滤波器的方法对低通滤波器进行进一步的理解。
我们搭接的电路图如下。
通过看书我们知道,为了使运放输入端对地电阻平衡,因此R3//R4=R1+R2。
在设计电路时我们选用了R1=R2=10kΩ,而R3=R4=40kΩ。
而两个电容C1和C2我们则选择了1nF。
输入一个1V,频率为1k赫兹的正弦信号。
而使用的芯片为741实验结果输入:、输出:通过示波器上的数值我们记录下来,当瞬时输入值为803mv时,输出值为1.4v。
我们所设计的简单的有源二阶低通滤波器,其通带增益不难计算出来:A=1+R4/R3而在我们本次实验中,约为2。
而这个倍数也与我们的测得值基本相同。
但是还同时在实验过程中。
输入电压不变:输入频率减小,输出的幅值不变。
输入电压不变:输入频率逐渐增大时,输出幅值开始不变,然后逐渐减小(同时出现有相位差)。
当达到上百KHz时,输出幅值几乎为零。
当f = 0时,各电容器可视为开路,通带内的增益为A=1+R4/R3二阶LPF的电路图如下图所示,幅频特性曲线如下图所示。
无源和有源低通、高通、带通、带阻滤波器实验
无源和有源低通、高通、带通、带阻滤波器实验一、实验目的1、熟悉RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2、学习滤波器的幅频特性的测试方法3、比较RC 无源滤波器和有源低通滤波器的幅频特性 二、仪器设备1、TKSS -C 型信号与系统实验箱2、双踪示波器 三、原理说明滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络,它允许某些频率(通常是某个频带范围)的信号通过,而其它频率的信号受到衰减或抑制,工程上常用它作信号处理、数据传输和抑制干扰等。
这些网络可以是由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器,也可以是由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。
根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同,滤波器可分为低通滤波器(LPF )、高通滤波器(HPF )、带通滤波器(BPF )和带阻滤波器(BEF )四种。
无源低通滤波器(R1=R2=1k Ω,C1=C2=0.01uF )图2-1(a) 无源低通滤波器它的增益或转移电压函数为020220311)(311)(ωωωωωωωj RC RC j V V j K S +−=−+==(2-1)式中RC 10=ω称为中心频率。
其幅频特性为20220222220)(9)1(1)3()1(1)()(ωωωωωωωω+−=+−===RC C R V V j K K S(2-2)低通滤波器的幅频特性如图2-1(b)所示,图中实线为理想低通滤器的幅频特性,虚线为实际低通滤波器的幅频特性。
图2-1(b) 低通滤波器的幅频特性有源低通滤波器图2-1(c )所示为一个二阶有源低通滤波器。
它的增益或转移电压函数)(ωj K 可用节点法求得。
(R1=R2=1k Ω,C1=C2=0.01uF )图2-1(c)020222220211211)1(1)(ωωωωωωωωj cRj R C CR j V V j K S+−=+−=+==&& (2-3)于是幅频特性20222022222224114)1(1)(ωωωωωωω+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=+−=R C C R K (2-4)比较式(2-2)与式(2-4),可以看出,它们在形式上完全相同。
二阶RC低通滤波电路设计
二阶RC低通滤波电路设计
学生:王亮
指导教师:崔红玲
低通滤波电路和高通滤波电路的一个重要指标是转折频率,转折频率是输出由最大值下降到0.707或下降到3dB时所对应的频率。
对于如图所示的二阶低通滤波电路,令|H(jω)|= 1/(√2)=0.707,可得到以下方程
(1-ωc~2R~2C~2)~2+9ωc~2R~2C~2=2
求解得到:
ωc=1/2.6724RC=0.3742/Γ
一、实验目的和实验要求
1.实验目的:
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);
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。
2.实验要求
1、设计二阶低通滤波电路,计算电路元件参数;
2、转折频率f=29070029HZ。
二.电路原理及设计方案
1. 试验器件
由上知RC=1/2.6724ωc=2*10~(-9).所以,R=1000Ω,C=2pF.
2. 电路图设计
3.分析结果
1.当角频率等于转折角频率是,如图所示知该网络移向的角度为
-52.55度
2.角频率越大时,电压转移比几乎为零
3.角频率远远小于转折角频率是,电压转移比几乎为1
结论:由此可知,该网络具有低通滤波特性。
电工七班王亮
学号2012029070029。
有源低通滤波器的实现100KHZ
电子线路设计(论文)说明书题目:有源低通滤波器的设计院(系):信息与通信学院专业:电子信息工程学生姓名:黄翔学号:1100220514指导教师:王娇职称:讲师2013年11月16日摘要低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。
理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移,而在阻带内其幅值应为零。
有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路,它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快,但RC网络节数越多,元件参数计算越繁琐,电路的调试越困难。
关键词:低通;放大器;阶数AbstractLow pass filter allows low frequency signal to pass through and suppresses the high frequency components of signals. Ideal filter circuit should have certain amplitude frequency response in the passband and linear phase shift, and its amplitude should be zero in the stopband. Active filter is one that is composed of RC network and amplifying circuit. It is actually a kind of specific frequency response amplifier. The higher the order number of the filter, the faster the amplitude frequency attenuation rate.But the RC network node number is associated with the components parameter calculation and the debugging of the circuit.Key words: low pass; Amplifier; Order number目录引言 (1)1 原理及设计方案 (1)1.1滤波器的介绍 (1)1.2 有源滤波器的设计 (2)1.3方案选择 (4)2 硬件介绍 (6)3 仿真及结果 (7)4 测量结果 (8)5 实验心得与体会 (9)谢辞 (11)参考文献 (12)引言课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节,是对学生进行的一次综合性专业设计训练。
有源二阶低通滤波器工作原理
有源二阶低通滤波器工作原理
有源二阶低通滤波器是一种电子电路,通常由一个运放、电容器和电阻器组成。
其主要作用是将输入信号中高于截止频率的部分滤除,只保留低于截止频率的部分。
它的工作原理基于运放的反馈放大作用,通过调整电容器和电阻器的阻抗比,将信号频率进行滤波。
当输入信号通过输入电容器后,运放的反馈回路会将一部分信号再次输入到输入电容器形成相互补偿的作用,从而限制输出信号的频率范围。
以下是有源二阶低通滤波器的一些关键参考内容:
1. 截止频率:有源二阶低通滤波器的截止频率取决于输入电容器和输出电容器以及电阻器的阻值和阻抗比,一般可以通过调整这些参数来控制截止频率。
2. 放大倍数:滤波器放大倍数的大小也可以通过调整运放的增益来控制,通常情况下,增益越高,滤波器的放大倍数也越高。
3. 电容器类型:在选择电容器的类型和值时需要注意,不同的电容器会对滤波器的性能产生不同的影响,例如铝电解电容器具有较大的电感和电阻,会对滤波器的性能产生负面影响。
4. 运放选择:有源二阶低通滤波器中使用的运放可以是单个运放也可以是双电源运放,双电源运放在设计中可以提高滤波器的性能。
5. 滤波器的稳定性:滤波器的稳定性是设计时需要考虑到的因素之一,在电源电压或温度变化时,滤波器的性能可能会发生变化,需要选择较为稳定的元器件来保证滤波器的稳定性。
滤波电路主要有以下四种基本类型
C R
(b)
RL Uo
式中 可见
有源滤波电路特点:
(1)电路的增益得到提高 (3)带负载能力强
(2)运放本身对RC网络影响小 (4)运放工作在线性区
一、低通滤波器
低通滤波器用来通过低频信号,抑制或衰减高频信号。 称为滤波电路增益或电压传递函数。
(一)一阶电路
输出电压为
Rf
R1
•
R
-
Uo
•
+
Ui
C
传递函数
结论
0 -3dB
3dB -40dB/十倍频源自10-3 0.01 0.1 1 10
ω/ω0
Q=2时幅
频特性。
将电容C1接地的一端改接到运放的输出端,形成 正反馈后,可使Uo的幅值在ω≈ω0范围内得到加强, 如果Q值合适,其幅频特性比较接近理想情况 。
二、高通滤波器
Af(ω)
理想的高通滤波器幅频特性
阻带
通带电压放大倍数
通带截止角频率
幅频特性为
20lg A Aup
1
20lg A Aup
1 0.707
0
1
(a)理想特性
o
0
(b)实际幅频特性 o
结论
1.改变电阻Rf和R1的阻值可调节通带电压放大倍数 2.改变截止频率,应调整RC
一阶电路缺点
当ω≥ ωo时,幅频特性衰减太慢,以-20dB/10 倍频程的速率下降,与理想的幅频特性相差甚远。
-40dB/十倍 频
0.1 0.37 1 10
ω/ω0
改进
R1
Rf
•
•
•-
Uo
将电容C1的接 地端改接到集成
•
Ui
有源低通滤波器的实现100KHZ讲解
电子线路设计(论文)说明书题目:有源低通滤波器的设计院(系):信息与通信学院专业:电子信息工程学生姓名:黄翔学号:1100220514指导教师:王娇职称:讲师2013年11月16日摘要低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。
理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移,而在阻带内其幅值应为零。
有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路,它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快,但RC网络节数越多,元件参数计算越繁琐,电路的调试越困难。
关键词:低通;放大器;阶数AbstractLow pass filter allows low frequency signal to pass through and suppresses the high frequency components of signals. Ideal filter circuit should have certain amplitude frequency response in the passband and linear phase shift, and its amplitude should be zero in the stopband. Active filter is one that is composed of RC network and amplifying circuit. It is actually a kind of specific frequency response amplifier. The higher the order number of the filter, the faster the amplitude frequency attenuation rate.But the RC network node number is associated with the components parameter calculation and the debugging of the circuit.Key words: low pass; Amplifier; Order number目录引言 (1)1 原理及设计方案 (1)1.1滤波器的介绍 (1)1.2 有源滤波器的设计 (2)1.3方案选择 (4)2 硬件介绍 (6)3 仿真及结果 (7)4 测量结果 (8)5 实验心得与体会 (9)谢辞 (11)参考文献 (12)引言课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节,是对学生进行的一次综合性专业设计训练。
二阶有源低通滤波器品质因数
二阶有源低通滤波器品质因数
二阶有源低通滤波器品质因数是指滤波器的带宽与中心频率的比值,反映了滤波器的选择性能力。
品质因数越高,滤波器的选择性能力越强,对于抑制高频干扰和提高信号的纯度和准确性有着重要作用。
二阶有源低通滤波器一般采用电容和电阻组成的RC电路和二极管组成的放大器,在实际应用中需要根据具体的信号特征和滤波要求进行选择和调整。
在设计和应用过程中,需要注意滤波器的通带、截止频率、品质因数、增益等参数的计算和优化,以实现滤波器的最佳性能和效果。
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模拟电子技术课程设计报告
课程名称模拟电子技术基础课程设计设计题目RC有源低通滤波器
所学专业名称自动化
班级105班
学号2010210441
学生姓名梅连新
指导教师赵俊梅
2011年12月31 日
通滤波器
1.设计指标及要求
二阶低通,带外衰减速率大于-30dB/10倍频,f H3dB=1kHz,通带增益>=2。
2.设计方案
⑴二阶有源低通滤波电路工作原理:根据电容的通高频阻低频的特点和运放的“虚短”和“虚断”,可以用它们来组成一个带有反馈网络的低通滤波电路!二阶有源低通滤波电路由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成,其特点是输入阻抗高,输出阻抗低。
电路原理图由图1所示。
(2)主要参数设定
参考《电子线路设计 实验 测试》第二版,华中科技大学出版社,147-148
页二阶低通滤波器设计表(表5.6.2)。
表1是表5.6.2的一部分,主要用来设计参数的值:
表1 电路原器件值
(3)设计步骤
① 根据设计要求,二阶有源低通滤波电路的电路原理图如图2-1; ② 设计电路参数值,由f H3dB =1kHz 得,取C=0.02uF,对应参数K=5; ③ 从设计表2-1得到Av=2时电容C1=C2=0.02uF,K=1时电阻R1=1.126k Ω,R2=2.250K
Ω,R3=R4=6.752K Ω。
④ 将上述电阻值乘以参数k=5,得:R1=5.63K Ω,R2=11.25K Ω,R3=R4=33.76K Ω。
⑤ 试验调整、测量滤波器的性能参数及幅频特性。
首先输入信号V i =100mV ,观测滤波器的止频率f H 及电压放大倍数A V ,测得f H =1.028KHz ,A V =2.06V ,滤波器的衰减速率为-38.23dB/10倍频。
基本满足设计指标的要求。
由于△R/R 、△C/C 对w c 的影响较大,所以实验参数与设计表中的关系式之间存较大的误差。
(4)所涉及的公式
①这个电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益,即:A0=A VF=1+R3/R4
②电路的传递函数:
2
)()3(1)()()(sCR sCR Avf Avf
s Vi s Vo s A +-+=
=
③对于二阶低通滤波器有Q=0.707,截止频率f H ,选定的电容C 和K 值满足关系式:
K=100/Cf H
○4根据以上公式可求得理论值:V Ao 276
.3376
.331=+=
当f=152Hz 时输入电压为3.6V ,输出电压为7.4 V ,电压增益为A V =
6
.34
.7=2.06V ;当f=10.045KHz 时输出电压为0.09V ,而在f=152时的电压下降0.707倍截止频率f H3dB =1028Hz; 带外衰减速率为:
倍频。
10/23.384
.709
.0lg
20dB -= 3. 测试结果
测试结果如表2所示。
表2 测试结果
4. 工作总结及心得体会
相对于直流稳压源的设计,这个电路设计似乎更为简单,所用元器件也相比少了许多,但是在调试过程中却不像直流稳压源的调试那么顺利。
装好这个电路没花多长时间,却花了大量的时间在调试上,经过反反复复的调试,才得到了比较令人满意的结果。
经过这样的一个过程,我想我对模拟电路的设计方面有了更多体会,在实际应用中可能会有许多因素影响到我们所设计电路的性能。
调试在模电的设计中是如此的重要,它和数电有如此大的不同,我们需要细心的调试每一个参数,以使我们的电路达到设计指标。
应该说这样一次课程设计也让我们学到了全面思考问题的方法吧,这样可以预见将来可能出现的问题,并可以很好的回避,以避免无谓的损失。
同时也为技术水平的进一步提高奠定了基础。
5.参考文献
[1]胡翔俊:电路分析(第二版),高等教育版社
[2]童诗白华成英:模拟电子技术基础.高等教育出版社
[3]吕承启:电子技术基础实验.中国科学技术大学出版社。