二阶高通滤波器的设计
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、LM741EN芯片引脚功能及其应用LM741EN是一种应用非常广泛的通用型运算放大器。
这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
6二阶无源高通滤波器[整理版]
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二阶无源高通滤波器设计一：实验目的设计、焊接一个二阶高通滤波器，要求：截止频率为1KHz。
二：实验原理利用电容通高频阻低频的特性，使一定频率范围内的频率通过。
从而设计电路，使得高频率的波通过滤波器。
三：实验步骤1：设计电路，在仿真软件上进行仿真，在仿真电路图上使功能实现。
2：先定电容，挑选合适的电阻，测量电阻的真实值，再到仿真电路替换掉原来的电阻值，不断挑选电阻，找到最逼近实验结果的值3：根据仿真电路进行焊接，完成之后对电路进行功能检测，分别挑选频率为100hz、1khz、10khz的电源进行输入检测，观察输出的波形，并进行实验记录四：实验电路图1.1仿真电路设计图1.2电路波特图五：实验测量对于一阶无源RC滤波器电路，我们100hz，1khz，10khz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：图1.3 f=100Hz 时正弦信号仿真波形图图1.4 f=100Hz 时正弦信号实测波形图表1 f=100Hz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路169.706 9.967 24.622 0.614π实测电路0.460 0.036 22.129 0.500π分析：由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知，输入频率为100Hz的正弦信号时，该信号不能够通过，输入输出波形间有较大相位差和较大衰减。
仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。
图1.5 f=1000Hz 时正弦信号仿真波形图图1.6 f=1kHz 时正弦信号实测波形图表2 f=1kHz 时实测结果与仿真数据对比表分析：由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知，输入频率为1kHz 的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有一定的相位差和衰减。
仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。
数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.682 120.180 2.996 0.14π 实测电路0.4720.3323.0560.15π图1.7 f=10kHz 时正弦信号仿真波形图图1.8 f=10kHz 时正弦信号实测波形图表3 f=10kHz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路168.920 168.752 0 0π实测电路0.472 0.460 0.224 0π分析：由图1.7的仿真波形与图1.8的实测电路波形和表3中的数据可知，输入频率为10kHz的正弦信号时,该信号能够通过，输入输出波形间有较小的相位差和较小衰减。
高通滤波器的设计方法
高通滤波器的设计方法在电子领域中，滤波器是一种常用的电路元件，用于对信号进行频率的选择性调节。
高通滤波器是一种能够通过的是高频信号而抑制低频信号的滤波器，适用于许多通信系统和音频设备中。
设计高通滤波器的方法需要考虑到信号的频率特性以及具体应用需求，下面将介绍一些常见的高通滤波器设计方法。
一阶高通滤波器设计一阶高通滤波器是最简单的高通滤波器之一，它由一个电阻和一个电容组成。
根据RC电路的特性，可以通过选择合适的电阻和电容数值来确定高通滤波器的截止频率。
一阶高通滤波器的频率响应特性是一条斜率为20dB/dec的直线，在截止频率处有-3dB的衰减。
设计一阶高通滤波器时，需要根据截止频率需求选择合适的电阻和电容数值。
二阶高通滤波器设计相比一阶高通滤波器，二阶高通滤波器具有更陡的斜率和更好的截止频率特性。
常见的二阶高通滤波器包括梯形结构和双T结构等。
梯形结构由两个RC串联单元和一个电容并联单元组成，可以实现更陡的斜率和更好的超通带特性；而双T结构则由两个RC并联单元和一个电容串联单元组成，具有更好的阻带特性。
设计二阶高通滤波器时需要根据具体应用需求选择合适的结构和元件数值。
洛特克线圈高通滤波器设计除了基于电阻和电容的RC滤波器外，洛特克线圈也可以用于设计高通滤波器。
洛特克线圈高通滤波器通常由一个电感和一个电容组成，通过改变电感和电容的数值可以调节滤波器的截止频率和特性。
洛特克线圈高通滤波器适用于需要更高阶滤波特性和更好阻带衰减的场合，但相应地需要更多的电路元件和设计复杂度。
数字滤波器设计方法随着数字信号处理技术的发展，数字滤波器也成为设计高通滤波器的重要方法之一。
数字滤波器可以通过算法和程序实现高通滤波器的功能，具有设计灵活、易于调节和精确控制的优点。
常见的数字滤波器设计方法包括FIR滤波器和IIR滤波器，通过选择合适的滤波器结构和系数可以实现不同的滤波特性。
综上所述，设计高通滤波器的方法有多种多样，每种方法都有其适用的场合和特点。
二阶高通滤波器
高通滤波器的设计专 业： 应用电子技术班 级： 2010级 （1）班学 号： 201030210105姓 名： 焦义强指导老师： 黄磊目录前言....................................................................................................................... - 3 -第一章设计任务 ............................................................................................... - 4 -1.1 设计任务及要求......................................................................................... - 4 -1.2 设计目的..................................................................................................... - 4 -第二章滤波器的基本理论............................................................................. - 4 -2.1滤波器的有关参数...................................................................................... - 4 -2.2有源滤波和无源滤波.................................................................................. - 6 -2.3高通滤波器.................................................................................................. - 7 -第三章滤波系统中二阶高通滤波器设计 .............................................. - 7 -3.1压控电压源二阶高通滤波电路.................................................................. - 7 -3.2所需软件前面板（软面板）...................................................................... - 9 -3.3 所需电子元件............................................................................................. - 9 -3.4 电路连线图............................................................................................... - 10 -第四章二阶高通滤波电路的测试............................................................. - 11 -4.1 运放电路波形的输入与输出 .................................................................. - 11 -4.2 二阶高通运放的频率特性测试............................................................... - 12 -第五章结论 .................................................................................................... - 14 -5.1对本设计优缺点的分析............................................................................ - 14 -5.2结论与心得................................................................................................ - 14 -附录一 A741/LM741型运算放大器的资料 ............................................. - 15 -附录二参考文献 ............................................................................................. - 16 -前言滤波器可广义地理解为一个信号选择系统。
二阶高通滤波器的设计
二阶高通滤波器的设计二阶高通滤波器是一种常用的滤波器，可以去除信号中低频成分，保留高频成分。
设计一个高通滤波器，主要需要确定滤波器的截止频率和滤波器的类型。
在设计过程中，可以使用滤波器的电路图进行分析和计算，并使用软件工具进行模拟和验证。
一、滤波器的类型常见的二阶高通滤波器类型有Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器和Bessel滤波器等。
每种滤波器都有不同的特点和应用。
在选择滤波器类型时，需要根据具体的需求和性能要求进行权衡和选择。
二、滤波器的截止频率滤波器的截止频率是指滤波器开始对信号进行滤波的频率。
在设计二阶高通滤波器时，可以根据具体的需求和信号特性来确定截止频率。
截止频率的选择通常涉及信号频谱分析和滤波器性能评估。
三、滤波器电路设计在设计滤波器电路时，可以选择多种电路结构，常见的有Sallen-Key电路、多项式电路、双有源RC电路等。
这些电路有不同的特点和性能，在设计时需要根据滤波器类型和截止频率进行选择。
四、滤波器参数计算在确定滤波器电路结构后，需要计算电路中各个元器件的数值，包括电容、电阻和放大器增益等。
可以使用传统的电路分析方法，如Kirchhoff电流和电压法进行计算。
也可以使用现代的电路仿真软件进行模拟和参数优化。
五、滤波器性能评估完成滤波器的设计和电路计算后，需要对设计的滤波器进行性能评估。
可以使用电路仿真软件进行波形分析和频谱分析，以验证滤波器的设计是否满足要求。
还可以进行实际电路实现和实测，对滤波器的性能进行验证。
六、设计优化及改进通过性能评估，如果发现滤波器的性能不理想，可以对设计进行优化和改进。
可以尝试调整滤波器电路中的元器件数值，或选择其他适合的滤波器类型和结构。
优化设计可以根据具体的需求和应用场景来进行。
总结：设计二阶高通滤波器需要确定滤波器的类型和截止频率，选择合适的电路结构，进行电路参数计算和性能评估，并进行优化和改进。
设计过程可以通过传统的电路分析方法和现代的电路仿真软件来完成。
二阶有源高通滤波器原理
二阶有源高通滤波器原理在电子电路中，滤波器是一种能够选择性地通过或者抑制特定频率信号的电路。
而有源高通滤波器则是一种常见的滤波器类型，用于将高频信号通过而抑制低频信号。
本文将介绍二阶有源高通滤波器的原理和工作方式。
1. 基本原理二阶有源高通滤波器通常由运算放大器、电容和电阻构成。
在这种滤波器中，运算放大器起到放大和相位移的作用，电容和电阻则构成滤波器的频率选择网络。
通过合适的设计，可以实现对特定频率以下信号的抑制，而对特定频率以上信号的通过。
2. 滤波器架构二阶有源高通滤波器的典型架构包括两个电容和两个电阻元件。
其中，电容和电阻的数值可以根据需要进行选择，以确定滤波器的截止频率和增益。
运算放大器的正负输入端分别连接这两个电容和两个电阻元件，输出端则连接到负反馈路径。
这样的架构可以实现对低频信号的衰减和对高频信号的放大。
3. 工作原理二阶有源高通滤波器的工作原理基于运算放大器的反馈机制。
当输入信号经过滤波器后，输出信号的幅度和相位将根据滤波器的频率响应而发生变化。
通过合理设置电容和电阻的数值，可以确定滤波器的截止频率和斜率，从而实现对特定频率信号的处理。
4. 频率响应二阶有源高通滤波器的频率响应通常呈现出一定的斜率，在截止频率处实现对低频信号的抑制。
随着频率的增加，滤波器对信号的放大倍率也会相应增加。
这种特性使得有源高通滤波器在许多应用中得到广泛应用，如音频处理、通信系统等方面。
5. 应用领域二阶有源高通滤波器在电子电路中有着广泛的应用。
比如在音频处理中，可以用于消除低频噪声或者实现声音效果；在通信系统中，可以用于滤除直流偏置或者实现信号调制。
由于其结构简单、性能稳定，因此在实际应用中得到了广泛的应用和认可。
综上所述，二阶有源高通滤波器作为一种常见的滤波器类型，在电子电路设计中扮演着重要的角色。
通过合理设计滤波器的参数，可以实现对特定频率信号的处理，满足不同应用场景的需求。
希望通过本文的介绍，读者能对二阶有源高通滤波器的原理和应用有更深入的理解。
二阶有源高通滤波器
2013级《模拟电子技术》课程设计说明书二阶有源高通滤波器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：方拓指导教师：张松华职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1301班完成时间： 2015年6月20日《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《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电路是一种能使有用频率通过，同时抑制无用成分的电路，滤波电路种类很多，由集成运算放大器、电容和电阻可构成有源滤波器。
有源滤波器不用电感，体积小，重量轻，有一定的放大能力和带负载能力。
由于受到集成运算放大器特性的限制，有源滤波器主要用于低频场合。
有源滤波器有低通、高通、带通和阻带等电路，从滤波器的阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。
本设计为有源二阶高通滤波器。
本设计采用一般意义上的设计方案，即通过无源二阶高通滤波电路接入运放组成的放大电路，组成二阶有源RC高通滤波器，先根据设计方案计算出所需各元件参数，通过Multisim 10仿真得到具体的电路图，在由制图软件（Altium Designer summer 09）得到原理图，由原理图导入到PCB图中，得到我们所用的电路板。
其中包括了电子元件的新建和封装、打印、转印等步骤。
最后，焊接时应注意线是否导通、是否短路和有无虚焊等。
最终完成安装，进行调试。
调试结果表明电路仅能够实现信号的高通滤波。
关键词：二阶；有源；高通；滤波器目录1绪论 (18)1.1设计课题意义及背景 (18)1.2设计课题任务及要求 (18)1.3设计内容 (18)2设计原理及方案比较 (1)2.1设计原理 (1)2.2方案比较 (1)2.3设计方案 (3)2.4直流电压源的设计 (4)2.4.1设计要求 (4)2.4.2直流稳压电源工作原理 (4)3设计课题的参数选择 (5)3.1有源二阶高通滤波器 (5)3.1.1无源二阶RC高通滤波电路部分 (5)3.1.2运放部分 (5)3.2.1电源变压器 (6)3.2.2整流桥 (6)3.2.3滤波部分 (6)4仿真分析 (8)4.1仿真电路图 (8)4.2仿真数据及分析 (8)5制作与调试 (11)5.1安装与调试 (11)5.2调试 (11)5.3调试结果 (12)5.3.1直流电源调试结果 (12)5.3.2二阶有源高通滤波电路调试结果 (12)5.4 数据分析 (13)5.5 故障排查 (13)心得体会 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (16)附录A 电路原理图 (16)附录B 电路PCB图 (17)附录C 电路实物图 (17)附录C 元件清单 (18)1绪论1.1设计课题意义及背景电子技术是当今科技发展的热点，各先进国家无不把它放在优先发展的地位。
二阶高通滤波器的设计
前言滤波器技术是现代技术中不可缺少的部分。
滤波器已大量渗入现代技术中。
很难想象一个稍微复杂的电子设备不使用这样或那样的滤波器。
在现代通信和信号处理方面，电话，电报，电视，无线电等只不过是以滤波器作为它们的重要部件的一些例子而已。
滤波器是用来筛选信号的，它可以设定一定的门限值。
比如高通滤波器,它的作用就是把低于设定值的信号虑掉，只让比设定值频率高的信号才可以通过，低通滤波器的原理与高通类似。
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。
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。
随着电子技术的发展，许多电路和系统都要区分不同频率的信号，从而使滤波器的设计理论日趋完善。
滤波器的种类很多，分类方法也不同。
1.从功能上分；低、带、高、带阻。
2.从实现方法上分:FIR、IIR3.从设计方法上来分：Chebyshev(切比雪夫）,Butterworth（巴特沃斯）4.从处理信号分：经典滤波器、现代滤波器。
第一章设计内容及要求1.1 设计任务及要求1． 分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；2． 截止频率f c=100Hz3．增益A V＝5；1.1.1基本要求：（1）在100HZ时的波形稳定，继续调节频率是幅值会适当的增大，当到达一定值时保持稳定。
（2）调小频率到0时其幅值一直减小到0（3）设计电路所需的直流电源可用实验室电源。
1.1.2 设计任务及目标：（1）根据原理图分析各单元电路的功能；（2）熟悉电路中所用到的各集成芯片的管脚及其功能；（3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；（4）写出完整、详细的课程设计报告。
1.2.3 主要参考器件：UA741 电容电阻第二章系统设计方案根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路，频率高于100Hz 的信号可以通过， 而频率低于100Hz 的信号衰减。
二阶高通滤波器
二阶高通滤波器在电子学和信号处理领域中，滤波器是一种用于选择特定频率范围内信号并抑制其他频率成分的电路或系统。
其中，高通滤波器是一类常见的滤波器，它可以通过限制频率低于截止频率的信号来实现滤波效果。
在高通滤波器中，二阶高通滤波器是一种具有较好性能和斜率的滤波器类型。
工作原理二阶高通滤波器通过将输入信号通入一个二阶滤波器电路，实现对低频信号的削弱，从而使高频信号得以通过。
该滤波器的主要特点是在截止频率附近有一个陡峭的过渡带，同时具有较高的抑制高频信号的能力。
通过适当设计电路参数，可以实现不同截止频率和通带范围内的高通滤波效果。
电路结构二阶高通滤波器的常见电路结构包括多种类型，如Sallen-Key滤波器和多级有源滤波器等。
其中，Sallen-Key滤波器是一种简单且常用的二阶滤波器，由运算放大器、电阻和电容组成。
其优点是电路简单、稳定性好、易于调节和设计。
参数设计在设计二阶高通滤波器时，关键参数包括截止频率、品质因子和增益等。
截止频率决定了高频信号通过的频率范围，品质因子反映了滤波器的频率选择性，增益则可以调节信号的幅度。
通过合理选择这些参数，可以实现对不同频率信号的有效过滤和处理。
应用领域二阶高通滤波器在各种电子系统中都有着广泛的应用，例如音频处理、通信系统、生物医学仪器和雷达系统等。
在这些领域中，高通滤波器可以用于滤除不需要的低频噪声，提取感兴趣的高频信号，改善系统性能和准确性。
总结二阶高通滤波器作为一种常见的滤波器类型，具有较好的滤波性能和设计灵活性，在电子学和信号处理领域有着重要的应用意义。
通过了解其工作原理、电路结构、参数设计和应用领域，可以更好地理解和应用二阶高通滤波器，实现对信号的有效处理和控制。
希望本文能够为读者提供一些有益的信息和启发，鼓励更深入地学习和探索滤波器领域的知识。
二阶高通滤波器电路设计
二阶高通滤波器电路设计romoting the construction of rule of law, but also the most basic development environment. Despite my good social order in General, but there are law-abiding consciousness, social order is not standard, regardless of faith, Twining visit visit and other outstanding problems. We want to actively promote the field of multi-level governance according to law, promote the continuous improvement of the social environment. To promote universal compliance. Actively foster the rule of law culture, carry out law publicity and education on honesty and trustworthiness, guide the masses and consciously abide by the law, failing to find method, problem-solving method, method of gradually changing the world, he is not looking for but someone "unspoken rules", formed all law law, abide by the good atmosphere. To strengthen the comprehensive management of public security. Deepening peace xingan construction, strongly against violence crime, mafia and seriouscriminal offences, to protect the legitimate rights and interests of citizens, legal persons, carry out criminal policy of temper justice with mercy, the maximum stimulating social vitality, and earnestly safeguard social harmony and stability. To resolve social conflicts by law. To further smooth channels of reporting social conditions andpublic opinion, improving regulation, arbitration, as well 课程设计任务书学生姓名: 詹林 ____ __ 专业班级:电信1103班指导老师:_ 刘运苟 ____工作单位:信息工程学院课程设计名称:Protel应用课程设计课程设计题目:PROTEL应用实践课程设计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) 课程设计时间:1周;2) 课程设计内容:根据指导老师给定的18套题目，按规定选择其中1套完成; 设计任务:二阶高通滤波器设计要求:1) 熟悉PROTELDXP2004软件及其应用环境，在电脑上安装该软件;2) 完成电路图设计;3) 完成电路的仿真;4) 完成网表的打印;5) 完成自动布线印制版图;6) 对自动布线的结果进行手动布线;7) 打印元器件清单;8) 撰写课程设计说明书。
二阶有源高通滤波器
目录一、设计任务与要求1.1、设计任务1.2、设计及要求二、设计方案与比较2.1、设计方案2.2、设计方案比较三、电路原理与分析3.1、设计原理3.2、设计分析四、制作与调试4.1、课题制作4.2、调试4.3、调试结果4.4、实验数据表:五、参数计算及器件选择5.1、参数计算5.2、器件选择六、器件清单及所用设备七、实验总结八、参考文献一、设计任务与要求1.1、设计任务设计一个下限截止频率f L=100Hz的二阶有源高通滤波器。
1.2、设计要求初步掌握一般电子电路设计的方法，得到一些工程设计的初步训练，并为以后的专业课学习奠定良好的基础。
利用教材中有源滤波器的理论知识，并查阅必要的资料设计一个二阶有源高通滤波器。
此外，通过对电子技术的综合运用，使学到的理论知识相互融会贯通，在认识上产生一个飞跃。
二、设计方案与比较2.1、设计方案图（a）是一个二阶高通滤波器。
图中虚线部分是一个无源二阶高通滤波器电路，为了提高它的滤波性能和带负载的能力，将该无源网络接入由运放组成的放大电路，组成二阶有源RC高通滤波器。
高通滤波电路的传递函数为:2.2、设计方案比较1、压控电压源二阶高通滤波器图（b）所示，电路中既引入了负反馈，又引入了正反馈。
当信号频率趋于零食，反馈很弱；当信号频率趋于无穷大时，由于RC的电抗很大，因而Up（s）趋于零。
所以，只要正反馈引入的当，就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大，又不会因负反馈过强而产生自激振荡。
同相输入端电位控制由集成运放和R1、R2组成的电压源，故称为压控电压滤波电路。
同时该电路具有减少、增益稳定、频率范围宽等优点。
电路中C、R构成反馈网络。
电路如图（b）所示，其传输函数为：图（b）压控电压源二阶高通滤波器图（c）无限增益多路负反馈二阶高通滤波器2、无限增益多路负反馈二阶高通滤波器电路图如图（c）所示，该电路的传输函数为：根据指导老师所提供的元件及滤波效果的不同可选用压控电压源二阶高通滤波器。
一阶二阶无源所有滤波器正确设计
一阶二阶无源所有滤波器正确设计滤波器是电子系统中常见的重要组件，它能够去除不需要的信号成分或频率，并保留感兴趣的信号。
滤波器设计的目标是在给定频率范围内实现所需的频率响应，同时具有稳定性和较小的幅度失真。
一阶和二阶滤波器是最简单且常用的滤波器设计类型，下面将介绍一阶低通滤波器、一阶高通滤波器、一阶带通滤波器、二阶低通滤波器和二阶高通滤波器的设计原理和步骤。
一、一阶低通滤波器（RC滤波器）一阶低通滤波器能够将高于截止频率的信号成分削弱或消除。
RC滤波器由一个电阻和一个电容组成，因此也称为RC电容滤波器。
设计步骤如下：1. 确定所需的截止频率fc。
2. 计算电容C的值，公式为C = 1 / (2πfc)。
3.选择一个适当的电阻R值，可以根据需要来调整输出的阻抗。
4.连接电容和电阻，将输入信号与地相连，输出信号从电容连接点获得。
二、一阶高通滤波器（RL滤波器）一阶高通滤波器能够削弱或消除低于截止频率的信号成分。
RL滤波器由一个电阻和一个电感组成。
设计步骤如下：1. 确定所需的截止频率fc。
2. 计算电感L的值，公式为L = 1 / (2πfc)。
3.选择一个适当的电阻R值，可以根据需要来调整输出的阻抗。
4.连接电感和电阻，将输入信号与地相连，输出信号从电阻连接点获得。
三、一阶带通滤波器（RLC滤波器）一阶带通滤波器能够选择性地通过一定范围内的频率信号。
RLC滤波器由一个电阻、一个电感和一个电容组成。
设计步骤如下：1. 确定所需的中心频率fc和带宽BW。
2. 计算电感L和电容C的值，公式为L = 1 / (2πfc) 和 C = 1 / (2πfcBW)。
3.选择一个适当的电阻R值，可以根据需要来调整输出的阻抗。
4.连接电感、电容和电阻，将输入信号与地相连，输出信号从电阻连接点获得。
四、二阶低通滤波器（RLC滤波器）二阶低通滤波器能够更好地削弱或消除高于截止频率的信号成分。
RLC滤波器由两个电阻、一个电感和一个电容组成。
二阶高通滤波器设计范文
二阶高通滤波器设计1. 引言滤波器是一种用于信号处理的重要工具，可以将输入信号转换为所需的输出信号。
在信号处理过程中，有时需要去除低频信号，保留高频信号。
这时，高通滤波器就能派上用场。
本文将介绍如何设计一个二阶高通滤波器。
2. 高通滤波器概述高通滤波器是一种能够通过去除低频信号来增强高频信号的滤波器。
它的特点是低于截止频率的信号被抑制，而高于截止频率的信号则被保留。
二阶高通滤波器是高通滤波器的一种常见变种，具有更好的滤波效果。
3. 二阶高通滤波器设计步骤3.1 确定截止频率截止频率决定了滤波器开始对信号进行抑制的频率。
在设计二阶高通滤波器时，首先需要确定所需的截止频率。
截止频率的选择应根据具体应用场景中所需滤波效果的要求进行。
3.2 计算滤波器参数设计二阶高通滤波器需要确定以下参数：•电阻值（R1和R2）•电容值（C1和C2）这些参数的选择取决于所需的截止频率和滤波器的类型。
根据具体的设计要求和滤波器的特性，可以使用已有的设计公式或滤波器设计工具来计算这些参数。
3.3 组装滤波器电路根据计算得到的滤波器参数，可以开始组装滤波器电路。
根据设计需求，选择适当的电阻和电容，并按照电路图连接起来。
确保电阻和电容的连接正确并符合设计要求。
3.4 滤波器性能测试完成电路组装后，需要对滤波器进行性能测试。
将输入信号接入滤波器电路，输出信号接入示波器或其他测试设备，通过观察输出信号的波形和频谱来评估滤波器的性能。
4. 实例演示接下来将通过一个实例演示如何设计一个二阶高通滤波器。
4.1 确定截止频率假设我们需要设计一个二阶高通滤波器，截止频率为500Hz。
4.2 计算滤波器参数根据所需的截止频率和滤波器类型，使用滤波器设计工具计算得到以下参数：•电阻值：R1 = 10kΩ，R2 = 5kΩ•电容值：C1 = 0.1μF，C2 = 0.05μF4.3 组装滤波器电路根据计算得到的参数，按照以下电路图连接电阻和电容：R1 R2 C1───/\\/\\/\\────/\\/\\/\\──────┐│ │IN │ +─── OUT│ │────┘ C2│─┴─4.4 滤波器性能测试将输入信号接入滤波器电路的输入端口，将输出信号接入示波器的输入端口。
二阶高通有源滤波器讲解
模拟电子技术课程设计报告书课题名称 二阶有源高阶滤波器的设计 姓 名谢祥丹学 号 1412501-08※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2014级电子科学与技术专业 模拟电子技术课程设计院、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2016年1月14日二阶有源高通滤波器的设计1 设计目的（1）熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。
（2）学会二阶有源滤波电路的快速设计方法。
（3）掌握二阶有源滤波电路的调试及幅频特性和相频特性的测试方法。
2 设计思路（1）设计一个下限截止频率为21kHZ二阶有源高通滤波电路。
（2）选择合适的运算放大器以及合适的电容电阻，并使之构成完整的电路图。
（3）进行相关的调试工作。
3 设计过程二阶有源高通滤波器由直流稳压电源电路，二阶高通滤波器电路组成。
总设计图如图1所示：图1 总设计图3.1方案论证根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路，频率高于25KHz的信号可以通过，而低于25kHz的信号衰减。
由输出量与输入量之比为传递函数：即 A(s)=A(vf)*S^2/(S^2+W(c)/Q*S+W(c)^2)式中 W(c)=1/RCQ=1/(3-A(vf))电路中既引用了正反馈，又引入了负反馈。
当信号频率趋于零时，反馈很弱；当信号趋于无穷大时，由于RC的电抗很大，因而Up(s)趋于零。
所以，只要正反馈引入得当，就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大，又不会因为负反馈过强而产生自激振荡。
同相输入端电位控制由集成运放和R1,R2组成的电压源，故称为压控电压滤波电路。
同时该电路具有减少、增益稳定、频率范围宽的优点。
电路中C、R构成反馈网络3.2电路设计（1）设计原理二阶高通滤波器的特点是，只允许高于截止频率的信号通过。
二阶高通滤波器的理想物理模型如图2所示R1图2 二阶高通滤波器的理想电路图（2）设计分析二阶有源高通滤波电路图如图2所示，由图可见，它是有两节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。
二阶高通滤波器设计
二阶高通滤波器设计二阶高通滤波器是一种电子滤波器，它可以通过去除低频信号来滤除信号中的噪声和杂波。
在这篇文章中，我们将讨论如何设计二阶高通滤波器。
首先，我们需要准确地确定滤波器的频率响应。
我们可以使用基本的RC滤波器模型来实现这一点。
在一个简单的RC滤波器电路中，电容器C和电阻R串联在一起，形成一个简单的分压器电路。
我们可以根据RC时间常数（τ=RC）来计算滤波器的截止频率。
截至频率是指在该频率处信号幅度减少到原始值的一半。
在设计高通滤波器时，我们需要将RC滤波器的电路调整为高通滤波器。
我们可以通过引入一个电容和一个电阻来实现。
我们将电容并联在电路的输入端，以便阻止直流信号的流动。
同时，我们将一个额外的电阻并联在电路的输出端，以便防止信号反射。
这些额外的元件（C2和R2）形成了一个倒数二阶高通滤波器，它可以将低频信号减少到非常低的水平。
接下来，我们将根据滤波器的截止频率和质量因数来计算滤波器的参数。
质量因数（Q）是一个无量纲数，它反映了滤波器的频率响应形状。
在设计高通滤波器时，我们通常需要一个较高的质量因数，以便能够有效滤除低频信号。
较高的Q值会导致滤波器的群延迟增加，因此我们需要找到一个平衡点，以便实现最佳性能。
根据下面的公式，我们可以计算二阶高通滤波器的截止频率和质量因数：fc = 1 / (2πRC)Q = 1 / (3 –α)这里，α是滤波器的抽头系数，它可以通过选择一个适当的R1和R2值来控制。
我们可以通过解以上方程组得到合适的电阻和电容器值。
例如，如果我们要设计一个具有500 Hz截止频率和Q值为0.7的二阶高通滤波器，我们可以使用以下参数：R1 = 10 kΩR2 = 22 kΩC1 = 0.1 µFC2 = 1 µF通过这些参数，我们可以构建一个二阶高通滤波器电路，该电路可以有效地滤除低频信号和噪声。
需要注意的是，该电路需要使用相应的放大器来增强输出信号，并将其带到其它电子设备或系统中。
二阶高通滤波器的设计
二阶高通滤波器的设计首先，确定滤波器的截止频率是设计二阶高通滤波器的基本步骤之一、截止频率决定了滤波器的频率范围。
一般选择的截止频率为信号频率的1/10到1/100，可以根据实际需要进行具体调整。
其次，确定增益是设计二阶高通滤波器的另一个重要参数。
增益指滤波器在截止频率附近的增益大小。
可以选择单位增益（增益为1）或非单位增益，根据实际需求进行选择。
品质因数是反映滤波器频率特性的一个参数，通常用Q值表示。
品质因数越大，滤波器的频率选择性越好。
可以通过选择合适的电阻与电容值来调节Q值。
在选择滤波器类型方面，常用的电路结构包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等。
巴特沃斯滤波器的特点是频率响应平坦，但是在过渡带有较大的相位失真。
而切比雪夫滤波器则有更陡峭的通带边缘和更小的过渡带宽度，但是会引入较大的振铃效应。
椭圆滤波器则具有更好的衰减性能，但是设计过程相对复杂。
根据实际需要选择合适的电路结构和滤波器类型，并通过相应的数学推导和分析来确定滤波器的参数。
常用的设计方法有频率响应法、极点二分法、模拟滤波器转换法等。
在具体设计过程中，可以利用滤波软件进行仿真和调试，以得到更好的滤波效果。
根据设计的频率响应曲线和理论分析结果，可以对滤波器进行优化和调整，以满足实际需要。
最后，对设计好的二阶高通滤波器进行实际测试和验证，检查其对低频信号的抑制效果和对高频信号的透过效果。
如果需要进一步提高滤波器性能，可以考虑级联多个二阶高通滤波器，或使用更高阶的滤波器结构。
总之，二阶高通滤波器的设计需要确定截止频率、增益、品质因数等参数，选择合适的滤波器类型和电路结构，通过数学推导和分析来计算滤波器的参数，使用滤波软件进行仿真和调试，并进行实际测试和验证。
根据实际需求，可以对滤波器进行优化和调整，以达到满意的滤波效果。
二阶高通有源滤波器
模拟电子技术课程设计报告书课题名称 二阶有源高阶滤波器的设计 姓 名谢祥丹学 号 1412501-08 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2016年1月14日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2014级电子科学与技术专业模拟电子技术课程设计二阶有源高通滤波器的设计1 设计目的（1）熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。
（2）学会二阶有源滤波电路的快速设计方法。
（3）掌握二阶有源滤波电路的调试及幅频特性和相频特性的测试方法。
2 设计思路（1）设计一个下限截止频率为21kHZ二阶有源高通滤波电路。
（2）选择合适的运算放大器以及合适的电容电阻，并使之构成完整的电路图。
（3）进行相关的调试工作。
3 设计过程二阶有源高通滤波器由直流稳压电源电路，二阶高通滤波器电路组成。
总设计图如图1所示：图1 总设计图3.1方案论证根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路，频率高于25KHz的信号可以通过，而低于25kHz的信号衰减。
由输出量与输入量之比为传递函数：即 A(s)=A(vf)*S^2/(S^2+W(c)/Q*S+W(c)^2)式中 W(c)=1/RCQ=1/(3-A(vf))电路中既引用了正反馈，又引入了负反馈。
当信号频率趋于零时，反馈很弱；当信号趋于无穷大时，由于RC的电抗很大，因而Up(s)趋于零。
所以，只要正反馈引入得当，就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大，又不会因为负反馈过强而产生自激振荡。
同相输入端电位控制由集成运放和R1,R2组成的电压源，故称为压控电压滤波电路。
同时该电路具有减少、增益稳定、频率范围宽的优点。
电路中C、R构成反馈网络3.2电路设计（1）设计原理二阶高通滤波器的特点是，只允许高于截止频率的信号通过。
二阶高通滤波器的理想物理模型如图2所示R1图2 二阶高通滤波器的理想电路图（2）设计分析二阶有源高通滤波电路图如图2所示，由图可见，它是有两节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。
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模拟电路课程设计报告设计课题：二阶高通滤波器的设计
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
设计时间：
题目：二阶高通滤波器的设计
一、设计任务与要求
1．分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；
2．截止频率f c=100Hz
3．增益A V＝2；
4． 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V ）。
二、方案设计与论证
根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路，频率高于100Hz 的信号可以通过， 而频率低于100Hz 的信号衰减。
由输出量与输入量之比为传递函数
即Au(s)=Uo(s)/Ui(s)=1/(1+sRC)
则可采用压控电压源二阶高通滤波电路，或无限增益多路反馈高通滤波电路 1、方案一
采用压控电压源二阶高通滤波电路，由桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路提供所需的正负直流电源（±12V ）。
电路如图1所示，其传输函数为：
2
12111221222
1
1)1(11)(R R C C s C R A C R C R s s A s A uo uo u +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=
2
22
c c
uo s Q
s s A ωω++
=
归一化的传输函数： 1
1)(2
++=
L L uo
L u s Q
s A s A
其中： s
s c
L ω=
，Q 为品质因数。
通带增益： 3
4
1R R A uo +
=
截止角频率： c c f C C R R πω212
121==
1
122121
)1(11C R A C R C R Q
uo c
-++=
ω 截止频率：
品质因数： 2、方案二
采用无限增益多路反馈高通滤波电路，由桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计
RC
f π210=
p
31u A Q -=
电路提供所需的正负直流电源（±12V ）。
电路如图2所示,该电路的传输函数为：
2
132233212
22
2
11111)(R R C C C C C C C R s s C C s A u +⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛+++
-=
2
22
c c
uo s Q
s s A ωω++
=
归一化的传输函数： 1
1)(2
++=
L L uo
L u s Q
s A s A
其中： s
s c
L ω=
,通带增益： 3
1
C C A uo -
= 截止角频率： c c f C C R R πω212
321==
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=
323
212111
C C C C C R Q c
ω
截止频率： 2
32121C C R R fc π=
品质因数：2
321
)
321(R C C R C C C Q ++=
R 3 R 4 C 3
u i u o u o R 1 R 2 R 1
图1压控电压源二阶高通滤波器 图2 无限增益多路负反馈二阶高通
滤波器
3、方案论证
两种方案相比较，第一种方案参数设计较第二种方案更为容易设计，并且第一种方案的所用器材都很容易就能够买的到，而且第一种方案更容易做实验。
所以我选择第一种方案。
三、单元电路设计与参数计算
1、稳压电源单元电路设计
+ 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u 1 u 2 u 3 u 4 U 0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _
图3
2、 整流与稳压过程
u
t t t
图4
3、参数设计
1）直流电源电路的参数设计
由于要给集成块UA741提供正负12伏特的直流电压，则选用输出电压为15V ，功率为20W 的变压器。
整流二极管D1、D2、D3、D4选IN4007（由于买不到IN4001），其极限参数RM U ﹥100，最大整流平均电流I P =1A ，满足RM U ﹥2 U 2 ，最大整流平均电流I P =1A ﹥max o I 。
滤波电容C 的容量应满足RlC=（3-5）T/2，采用电解电容，电容的电压值应该大于1、12U2，为获得较好的滤波效果则选用C=3300uf 的电解电容，C2选用0、22uf 的瓷介电容，C3选择220uf 的电解电容，在稳压电路选三端稳压器W7812、W7912，它们的输出电压为12V ，输出电流为 1、5A 。
2）二阶高通滤波器的参数设计
由增益Av=2，Av=1+Rf/R1,所以选R1=Rf=10K 欧姆的电阻，fp=100Hz,fp=1/2RC ，则选用C=0、1uf 的瓷介电容，R3为14K 欧姆的电阻，R4为18K 欧姆的电阻，由于没有该种类的电阻，则用两个20K 欧姆的可调电位器替代，集成块用UA741
四、总原理图及元器件清单 1、总原理图
D1
D2
1
2．元件清单
五、安装与调试
1．焊接
工具：电烙铁
在已做好的电路板上涂一层助焊剂，对照原理图将元件安装在电路板上，检查元件位置是否正确。
检查无误后，用电烙铁将每个元件用焊锡焊牢，保证每个元件不虚焊。
在焊元件时根据不同元件耐热性能尽量减少焊接时间。
焊接完毕后用万用表检查是否断路和短路。
2．调试
工具：万用表、示波器，信号发生器，数字毫伏表
用小螺丝刀调节电位器R3的电阻为14K欧姆，R4的电阻为18K欧姆，接入220伏特的交流电压，信号发生器的输出信号为f=1KHz,Ui=100、2mv的信号，在输出端测得输出电压Uo=201、6mv，减小频率使得f=100 Hz，则输出端Uo =161 、2mv，与实际相差太大，则用螺丝刀微调节电位器，此时使得Uo=141、2mv，在高频时输出电压为输入电压的两倍，用示波器监测输出波形没有失真，故电路正确，调试完毕，可以进行性能测试。
六、性能测试与分析
1。
输出电压的测量
输入信号Ui=100、4 mv，改变频率测输出电压，并且在通频带时的频率要取得密集一些
频率f/Hz2060809095100110
输出电压Uo/mv14 、8790、0119、5131、4136、5141、2148、6
频率f/Hz2005008001K20K50K100K
输出电压Uo/mv183、4197、7199、5200、1202、4201。
7201。
0
压控电压源二阶高通滤波器电路的幅频特性
2。
数据处理与误差计算
在频率为高频时，U=（201、0+201、7+202、4）/3=201、7 mv
输入电压Ui=100、4，则Av=U/Ui=201、7/100、4=2、01
相对误差：s=（2、01-2）/2*100%=0、5%
当fp=100Hz时，Uo理论=U*0、707=201、7*0、707=142、6mv
实验测得Uo=141 、2mv
则相对误差为S=（142、6-141、2）/142、6*100%=1%
3、误差分析
产生该实验误差的主要原因有
1、输入信号不稳定会导致实验误差。
2、由桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路提供所需的正负直流电不是很
准，没有标准的正负12伏特，导致实验误差。
3、在参数设计时也会引入误差。
4、在计算过程中会引入计算误差。
七、结论与心得
结论
1、由实验可知，当频率f为通带截止频率fp时，输出电压Uo约为最大输出电压的0、707倍，即︱Au︱≈︱AuP︱。
2、由实验可知，高通滤波器削弱低频信号，只放大频率高于fp的信号，我们可把高通滤波器用于交流放大电路的耦合电路，隔离直流成分。
3、实验中，监测的波形没有失真，说明只要正反馈引入得到，就能在f=fo时使电压放大倍数数值增大，又不会因正反馈过强而产生自激振荡。
心得
我所做的实验相对于其他同学的实验来说，非常简单，电路也简单，焊接电路板时也比较轻松，。
虽然简单，感觉自己还有很多东西要去学习，自己课本知识不是学得很好，实验缺乏理论知识，所以，以后要加强理论知识的学习，并且电路焊接技术也有待加强。
总之，实验已经做完了，总体还是满意的。
八、参考文献
1．童诗白、华成英《模拟电子技术基础》（第三版）
2．谢自美〈〈电子线路设计、实验、测试〉〉
物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：电子信息工程班级：学号：姓名：
2008年1月10日。