二阶有源带通滤波器

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二阶有源带通滤波器设计说明

.专业整理 .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.专业整理 .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).专业整理 .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。

一阶带通滤波和二阶带通滤波

一阶带通滤波和二阶带通滤波
摘要：
一、带通滤波器的基本概念
二、一阶带通滤波器
1.定义
2.特性
3.应用
三、二阶带通滤波器
1.定义
2.特性
3.应用
四、一阶和二阶带通滤波器的比较
正文：
一、带通滤波器的基本概念
带通滤波器是一种特殊的滤波器，其作用是允许某一频率范围内的信号通过，而阻止其他频率范围内的信号。

带通滤波器在信号处理领域有着广泛的应用，例如在音频处理、通信系统、图像处理等方面都有重要的应用价值。

二、一阶带通滤波器
1.定义
一阶带通滤波器是最简单的带通滤波器，它只有一个电阻和一个电容或者电感串联，形成一个简单的RC 或LC 电路。

2.特性
一阶带通滤波器的特性主要表现在其频率响应上。

当信号频率低于截止频率时，滤波器呈现高通特性，信号可以顺利通过；当信号频率高于截止频率时，滤波器呈现低通特性，信号会被阻止。

3.应用
一阶带通滤波器常用于信号的初步过滤，例如在音频处理中，可以用一阶带通滤波器去除低频噪声。

三、二阶带通滤波器
1.定义
二阶带通滤波器是由两个一阶带通滤波器串联或并联组成的，其结构相对复杂，但性能更优越。

2.特性
二阶带通滤波器的特性主要体现在其频率响应上，相比一阶带通滤波器，二阶带通滤波器的频率响应更加平滑，通带和阻带的界限更加明显。

3.应用
二阶带通滤波器由于其良好的频率响应特性，被广泛应用于各种信号处理系统中，如音频处理、通信系统等。

四、一阶和二阶带通滤波器的比较
一阶带通滤波器结构简单，但频率响应不够平滑，通带和阻带的界限不太明显，适用于一些简单的信号处理场合。

二阶带通滤波器工作原理

二阶带通滤波器工作原理
一、概述
二阶带通滤波器是一种广泛应用于通信、信号处理等领域的重要滤波器。

它能够选择性地传递一定频率范围内的信号，从而实现对信号的处理和传输。

二、基本原理
二阶带通滤波器主要由两个差分放大器、电阻和电容组成。

通过控制差分放大器的参数和连接方式，可以实现对不同频率信号的过滤。

当信号输入滤波器时，首先会经过第一级差分放大器，该放大器具有较高的增益和频率响应。

这样，低频信号和高频信号都会得到放大，但只有满足滤波器设定频率范围的信号会被进一步传递到下一级。

在经过第二级差分放大器后，只有满足设定频率范围的信号会被放大并输出，而其他频率的信号则会受到抑制。

这样，二阶带通滤波器就能够实现对特定频率信号的选择性传递。

三、带通特性
二阶带通滤波器的带通特性是指它能够允许一定频率范围内的信号通过，而抑制其他频率的信号。

这个范围通常可以根据实际应用需
求进行调整，例如，在通信系统中，带通范围通常会根据通信频段进行调整。

四、应用场景
二阶带通滤波器广泛应用于各种需要信号处理和传输的领域，如通信、音频处理、控制系统等。

它能够有效地提高信号的质量，避免干扰信号的影响，从而保证系统的稳定性和可靠性。

五、总结
二阶带通滤波器是一种重要的滤波器类型，通过控制差分放大器的参数和连接方式，可以实现特定频率范围内的信号选择传递。

它具有带通特性，能够适应不同应用场景的需求，是通信、音频处理、控制系统等领域的关键元件。

二阶带通滤波器工作原理

二阶带通滤波器工作原理二阶带通滤波器是一种常见的电子滤波器，通过限制特定频率范围内的信号传递，对输入信号进行滤波处理。

它在电子通信、音频处理、图像处理等领域中被广泛应用。

本文将详细介绍二阶带通滤波器的工作原理，包括其结构、频率响应特性、传递函数等方面的内容。

一、二阶带通滤波器的结构二阶带通滤波器通常由电阻、电容、电感等元件构成，它可以使用不同的电路结构来实现。

其中比较常见的是基于运算放大器的二阶带通滤波器。

该结构的基本框图如下所示：(插入二阶带通滤波器的基本框图)从图中可以看出，二阶带通滤波器由两个滤波段组成，每个滤波段都包括一个运算放大器和一组电阻、电容元件。

输入信号经过第一个滤波段进行低频滤波，然后经过第二个滤波段进行高频滤波，最终得到带通滤波效果。

这种结构的二阶带通滤波器在实际应用中具有较好的性能和稳定性。

二、频率响应特性二阶带通滤波器的频率响应特性是描述其滤波效果的重要指标。

在频率响应曲线上，可以清晰地看出滤波器对不同频率的信号的响应情况。

一般而言，二阶带通滤波器的频率响应曲线呈现出一个中心频率（通带中心频率）和一定的带宽。

中心频率是滤波器允许通过的信号的集中频率，而带宽则是中心频率附近信号的传递范围。

二阶带通滤波器的频率响应曲线还包括通带增益、截止频率等重要参数。

通带增益是指在滤波器通过信号时的增益情况，而截止频率则是指在该频率以下或以上的信号被滤波器阻止的情况。

这些参数直接影响着滤波器的性能和实际应用效果。

三、传递函数二阶带通滤波器的传递函数是描述其输入输出之间关系的数学表达式，通常用H(s)表示，其中s是复变量。

传递函数可以准确地描述滤波器的频率响应特性和滤波效果。

常见的二阶带通滤波器传递函数形式为：H(s) = K * (s^2 + ω_0/Q * s + ω_0^2) / (s^2 + ω_0/Q * s + ω_0^2)K是传递函数的增益参数，ω_0是通带中心频率，Q是品质因数。

二阶带通滤波的标准形式

二阶带通滤波的标准形式滤波器在信号处理中起着至关重要的作用，其中二阶带通滤波器是一种常用的滤波器类型。

本文将介绍二阶带通滤波的标准形式，并详细解释其原理和应用。

一、二阶带通滤波器简介带通滤波器是一种能够通过某一特定频率范围内的信号而抑制其他频率信号的滤波器。

它通常由一定数量的滤波单元相互连接而成。

而二阶表示带通滤波器的阶数为2，这意味着它具有较好的滤波效果和更为复杂的性能。

二、二阶带通滤波器的标准形式二阶带通滤波器的标准形式可以表示为以下形式的传递函数：H(s) = (s^2 + ω0/Qs + ω0^2) / (s^2 + ω0/(Qζ)s + ω0^2)其中，s是复变量，ω0是滤波器的中心频率，Q是品质因数，ζ是阻尼系数。

传递函数中的s^2表示频域的二次项，s表示频域的一次项，ω0^2是静态增益。

通过调节ω0和Q的值，可以有效控制滤波器的带宽和增益，从而实现带通滤波的功能。

三、二阶带通滤波器的原理和应用二阶带通滤波器的原理是基于对信号的频率特征进行选择性的放大或衰减。

具体实现时，可以使用电容和电感元件构成一个RC或RL电路，并通过改变电路元件的参数来控制滤波器的性能。

二阶带通滤波器广泛应用于音频信号处理、通信系统和控制系统等领域。

例如，在音频喇叭中，为了提供清晰的声音并抑制杂音，常常采用二阶带通滤波器来滤除低频和高频噪声，只保留中心频率范围内的声音信号。

在通信系统中，二阶带通滤波器用于选择特定频率范围内的信号，例如调制解调器中的载波信号抑制技术。

对于控制系统而言，二阶带通滤波器可用于抑制不稳定系统中的高频振荡，从而保持系统的稳定性。

四、结论通过对二阶带通滤波器的标准形式进行了介绍，我们了解到该滤波器在信号处理中具有重要作用。

它能够选择性地放大或衰减特定频率范围内的信号，并广泛应用于音频处理、通信系统和控制系统等领域。

深入理解二阶带通滤波器的原理和应用有助于我们更好地应用于实际工程中，实现信号的精确处理和控制。

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)摘要在《模拟电子技术基础》的学习基础上，针对课设要求，设计有源带通滤波器，计算出符合条件要求的原件参数，通过Multisim仿真和焊接完电路后的实际测量数据，验证参数的取值。

关键词：有源带通滤波器参数Multisim仿真1 有源带通滤波器理论设计简介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，与带阻滤波器的概念相对。

一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。

这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生.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。

第1讲二阶有源滤波器

Ch2 二阶有源滤波器2.1引言——关于“滤波”滤波器——在强电、弱电、信号处理领域应用十分普遍。

“波”——狭义上指随时间呈规律变化的电压、电流。

广义上指一些含有特定信息的信号，而这些信号未必是具体的波形，如：图像。

滤波——本质上就是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。

滤波器——实现滤波功能的具体电路。

种类很多，可以从不同角度分类。

2.1.1 滤波器分类1. 模拟滤波器与数字滤波器——从被处理的信号形态分。

现代电路理论主要探讨模拟滤波器。

1.1 模拟滤波器按照信号的连续性——可分为连续时间滤波器、取样数据滤波器。

1.2 模拟滤波器按照器件类型——又分为有源滤波器、无源滤波器按照电路功能——又分高通、低通、带通、带阻、全通滤波器。

按滤波函数的阶数——又分高阶滤波器、低阶滤波器。

1）无源滤波器：由R、L、C元件构成特定结构的电路，一般有RC型、LC型。

通常L 体积大，参数精度不高，可选择的器件种类少，R、C元件体积小，性能稳定，参数比较精确小功率滤波器常用RC型，但较大功率滤波器常用LC型。

常见的滤波器有：一阶o；Lu o二阶o；o；o高阶o；2）有源滤波器——用有源器件（如集成运算放大器）和RC元件代替电感，构成滤波器。

优点：体积小、重量轻、价格低；易集成、可靠新高；可以提供增益补偿缺点：频率范围受有源器件（运放等）有限带宽的限制；受元器件容差及漂移的影响较大，灵敏度高。

3）开关电容滤波器——由于集成电路技术难以制作较大阻值的电阻，有源RC滤波器难于高度集成，用开关和电容组合可以等效电阻，而开关、电容和有源器件都可以利用CMOS 工艺全集成实现，而且具有比较高的精度，是当前最通用的一种滤波器。

4）其他滤波器——全集成滤波器，如MOSFIT-C滤波器，跨导电容滤波器，开关电容和开关电流滤波器，基于电流传输器的滤波器，对数域滤波器等。

发展方向是高频、低电压、低功耗。

2 . 频域滤波和非频域滤波1）频域滤波器——让信号在通频带内的频率分量通过，让在截止频带内的频率分量不能通过．或受到尽可能大的衰减。

二阶带通滤波器

二阶带通滤波器引言滤波器是信号处理中常用的工具，它可以通过改变信号的频谱来实现信号的处理和分析。

在滤波器的分类中，二阶带通滤波器是一种常见且有实际应用的滤波器。

本文将介绍二阶带通滤波器的基本概念、设计方法以及其在信号处理中的应用。

一、二阶带通滤波器的基本概念1.1 二阶滤波器的定义二阶滤波器指的是滤波器的阶数为2的滤波器。

阶数表示滤波器对信号的响应能力，阶数越高，滤波器对信号的处理能力越强。

1.2 带通滤波器的定义带通滤波器是指在一定频率范围内放行信号，而将其他频率范围内的信号抑制掉的滤波器。

带通滤波器通常由一个低通滤波器和一个高通滤波器级联而成。

1.3 二阶带通滤波器的特性二阶带通滤波器具有以下特性：•适用于音频和语音处理等应用；•可以选择滤波器的中心频率、带宽和衰减等参数；•可以实现有源或无源滤波器，适应不同的系统需求；•具有较好的相位响应和幅频特性。

二、二阶带通滤波器的设计二阶带通滤波器的设计过程包括确定滤波器的频率响应和参数。

2.1 选择滤波器类型常见的二阶带通滤波器类型有巴特沃斯滤波器、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特性，选择适合应用场景的滤波器类型是设计过程的第一步。

2.2 确定中心频率和带宽根据需要滤波的信号频率范围，确定带通滤波器的中心频率和带宽。

中心频率是指带通滤波器放行信号的中心频率，带宽是指带通滤波器放行信号的频率范围。

2.3 设计滤波器响应根据选择的滤波器类型和中心频率、带宽的要求，设计带通滤波器的频率响应。

常用的设计方法有频域法和时域法等。

2.4 参数调整和优化根据设计的频率响应，对滤波器的参数进行调整和优化，以满足实际应用的需求。

三、二阶带通滤波器的应用二阶带通滤波器在信号处理中具有广泛的应用。

以下是二阶带通滤波器的一些典型应用：3.1 音频处理在音频处理中，二阶带通滤波器可应用于语音增强、音频均衡和音效处理等环节。

通过控制滤波器的中心频率和带宽等参数，可以选择性地增强或抑制特定频率的音频信号。

二阶有源滤波器参数计算

二阶有源滤波器设计一．滤波器类型按照在附近的频率特性，可将滤波器分为以下三种：1.巴特沃兹响应优点：巴特沃兹滤波器提供了最大的通带幅度响应平坦度，具有良好的综合性能，其脉冲响应优于切比雪夫，衰减速度优于贝塞尔。

缺点：阶跃响应存在一定的过冲和振荡。

2.切比雪夫响应优点：与巴特沃兹相比，切比雪夫滤波器具有更良好的通带外衰减。

缺点：通带内纹波令人不满，阶跃响应的振铃较严重。

3.贝塞尔响应优点：贝塞尔滤波器具有最优的阶跃响应——非常小的过冲及振铃。

缺点：与巴特沃兹相比，贝塞尔滤波器的通带外衰减较为缓慢。

（注意：巴特沃兹及贝塞尔响应的3dB衰减位于截止频率处。

而切比雪夫响应的截止频率定义为响应下降至低于纹波带的频点频率。

对于偶数阶滤波器而言，所有纹波均高于0dB的直流响应，因此截止频点位于0dB衰减处；而对于奇数阶滤波器而言，所有纹波均低于0dB的直流响应，因此截止频点定义为低于纹波带最大衰减点。

）二．最常用的有源极点对电路拓扑1.MFB拓扑也称为无限增益拓扑或Rauch拓扑；适用于高Q值高增益电路；其对元件值的改变敏感度较低。

2.Sallen-Key拓扑下列情况时，使用效果更佳：对增益精度要求较高；采用了单位增益滤波器；极点对Q值较低（如：Q<3）；（特例：某些高Q值高频率滤波器若采用MFB拓扑，则C1值须很小以得到合适的电阻值。

而由于寄生电容干扰使得低容值将导致极大干扰）。

（注意：MFB拓扑不能用于电流反馈型运放，而S-K拓扑电压、电流反馈型运放均可；差分放大器只能采用MFB拓扑；S-K拓扑的运放输出阻抗随频率增加而增加，故通带外衰减能力受限，而MFB 拓扑则无此问题。

）三．滤波器设计步骤1.根据应用场合确定滤波器响应类型和电路拓扑；2.确定截止频率、阶数、Q值等参数，通过滤波器设计软件得到电路及相应R、C参数；3.通过仿真实现并检验上步得到的电路能否满足设计参数要求，并进行相应优化修改；（优化方法：等比例缩放法。

二阶带通有源滤波器总结

低频实训课程总结题目：二阶带通有源滤波器学院：xxxx专业：xxxx学号：xxxx姓名： xxx指导教师： xxxXxxx年 xx 月<<低频电子线路实训>>课程总结专业：xxxx 学号：xxxx 姓名：xxx 一、设计电路原理图及工作原理32674+12V74112J21 2J139KR112KR2R424KR524K123J3C210nFC110nFR313KR323K图1设计电路原理图工作原理：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。

低通滤波器是用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号，二、电路仿真及结果1、仿真软件简要介绍Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力2、仿真电路图图2 仿真电路图3、仿真内容和结果1、测量零点漂移。

将万用表XMM1设置为直流DC ，截图并记录万用表XMM1的输出端直流电压值V os ，即零点漂移大小。

如图所示：：2、寻找输出电压最大值。

调节信号源XFG1频率为 1.8f kHz =，幅度为500i V mVpp =，增大或减小信号的频率，使输出电压为最大值（从XMM1读数可知），此时信号源XFG1的频率为滤波器的中心频率oo f 。

截图并记下此时XMM1的读数，即为输出电压最大值max o V ，再截图并记下此时XMM2的值，即输入电压i V ，可计算增益max u o i A V V =。

输出电压最大值max o V 为：输入电压i V 为：增益max u o i A V V =1.993、测量上限频率H f 和下限频率L f 。

二阶带通滤波器

二阶带通滤波器二阶带通滤波器（Second Order Bandpass Filter）概述：二阶带通滤波器是一种常用的电子滤波器，用于从信号中提取特定频率范围的信号。

它具有一定的带宽，在该带宽范围内的信号将会被放大，而在带外的信号将会被抑制。

这种滤波器常用于音频处理、通信系统、地震测量等领域。

工作原理：二阶带通滤波器由一个一阶低通滤波器和一个一阶高通滤波器串联而成。

这两个滤波器的输出经过级联后形成一个带通滤波器。

一阶低通滤波器通过允许低频信号通过并抑制高频信号来实现对频率的限制，而一阶高通滤波器则相反。

当两者级联时，就可以实现对指定频率范围内的信号进行放大。

参数设计：设计二阶带通滤波器时，需要确定一些重要参数，包括中心频率、带宽、阻带衰减、通带增益等。

中心频率指的是要通过的信号的频率，在这个频率附近的信号将会被放大。

带宽是指在中心频率附近的一定范围内的频率，该范围内的信号将被放大。

阻带衰减是指在带外频率范围内的信号被滤波器抑制的程度。

通带增益是指在通过的频率范围内，信号在滤波器输出上的放大倍数。

滤波器类型：二阶带通滤波器有多种类型，包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。

它们有着不同的频率响应特性和阻带衰减性能。

选择适合的滤波器类型取决于应用的具体要求，例如需要更好的通带纹波特性还是更高的阻带衰减。

性能评估：二阶带通滤波器的性能可以通过多种指标来评估，如通带纹波、阻带衰减、相移等。

通带纹波描述了在通带范围内信号增益的不均匀性，通常以分贝为单位来表示。

阻带衰减是指在带外范围内信号被滤波器抑制的程度，也是以分贝为单位来表示。

相移是指信号在滤波器中传输过程中的延迟，通常以角度来表示。

应用领域：二阶带通滤波器在许多领域都有广泛的应用。

在音频处理中，它可以用来消除低频噪声或强化音频信号的特定频段。

在通信系统中，它可以用来滤除噪声或选择特定频率的信号。

在地震测量中，它可以用来提取地震信号的特定频带，以进行地震活动监测。

二阶有源带通滤波器

模拟电子技术课程设计说明书二阶有源带通滤波器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：雷美艳职称：副教授专业：电子信息工程班级：电子1302班完成时间：2015年7月4日课程设计评定意见《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院《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器是对输入信号的频率具有选择性的一个网络，它允许某些频率的信号通过，而其他频率的信号受到衰减或抑制。

本设计介绍了带通滤波器的工作原理及设计方法，设计了一个由高通滤波器电路和低通滤波器电路级联而成的带通滤波电路，给出了系统的电路设计方法以及主要模块的原理分析。

本文也给出了带通滤波器各参数的计算方法，设计了一个中心频率为1KHZ，增益为2-3倍，截止频率为800-1200HZ的带通滤波器。

关键词：带通；滤波器；截止频率；通带增益；运算放大器ABSTRACTSelectivity of the filter is the frequency of the input sig nal has a network which allows frequency signals, while othe r frequencies of the signal was attenuated or inhibited. The design principle and design method of bandpass, designed a h igh-pass filter circuits and low-pass filter circuits cascadin g of band-pass filter, gives the system circuit design metho d and principle analysis of the main module. Band-pass filte rs are also given in this paper the parameters of the meth od, design a centre frequency of 1KHZ, gain to 2-3, band-pa ss filter cutoff frequency of 800-1200HZ.Key words ：Band-pass；Rejector; Abort Frequency; Passband Gain目录前言 (1)第一章设计任务及要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计内容 (2)1.3 设计要求 (2)第二章设计方案 (3)第三章电路设计 (4)3.1 电路设计原理图 (4)3.2 参数设计 (5)3.3 仿真和性能测试与分析 (7)3.4 直流稳压电源的设计 (12)第四章电路板的制作 (16)4.1 PCB 图的绘制 (16)4.2 电路板的制作 (16)4.3 实物图 (17)第五章电路板的调试 (18)5.1 调试过程 (18)5.2 调试结果 (18)5.3 调试结果分析 (20)第六章心得体会 (21)参考文献 (21)致谢 (21)附录 (22)前言随着计算机技术的发展，电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革。

二阶有源带通滤波器的设计要点

设计任务书一、设计目的掌握二阶压控电压源有源滤波器的设计与测试方法二、设计要求和技术指标带通滤波器：通带增益 up A 2；中心频率：0f =1kHz ；品质因数Q=0.707.要求设计电路具有元件少、增益稳定、幅频响应好等特点。

2、设计内容及步骤（1）写出电路的传递函数，正确计算电路元件参数，选择器件，根据所选器件画出电路原理图，并用multisim 进行仿真。

（2）安装、调试有源滤波电路。

（3）设计实验方案，完成滤波器的滤波性能测试。

（4）画出完整电路图，写出设计总结报告。

三、实验报告要求1、写出设计报告，包括设计原理、设计电路、选择电路元器件参数、multisim 仿真结论。

2、组装和调试设计的电路检验该电路是否满足设计指标。

若不满足，改变电路参数值，使其满足设计题目要求。

3、测量电路的幅频特性曲线。

4、写出实验总结报告。

前言随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。

电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际动手能力。

滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。

随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。

用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。

滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个带通滤波器。

我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。

在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。

RC有源滤波器设计1.1总方案设计1.1.1方案框图图1.1.1 RC有源滤波总框图1.1.2子框图的作用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，通常主要由电阻和电容组成。

二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真

湖南人文科技学院毕业设计二阶RC有源滤波器的设计报告滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。

有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其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，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。

设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。

经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。

1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。

由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。

1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。

由于R的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。

这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。

由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。

但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。

matlabbutterworth带通滤波器_二阶有源带通滤波器设计

matlabbutterworth带通滤波器_⼆阶有源带通滤波器设计⼆阶有源带通滤波器设计1、背景对于微弱的信号的处理⽅式⼀般是：放⼤和滤波，这个过程中就涉及到放⼤电路的选取、滤波器的选择以及偏置电路的设计。

本例以实例的⽅式讲解并附带参数计算、仿真、实物测试三个环节。

假设需要处理⼀个20mV的正弦信号，该信号的频率范围是15~35Hz，经过处理后幅值不超过3.3V，且需要经过带通滤波器滤除杂波。

2、滤波器定义滤波电路⼜称为滤波器，是⼀种选频电路，能够使特定频率范围的信号通过，⽽且其他频率的信号⼤⼤衰减即阻⽌其通过。

按滤波器⼯作频率范围的不同，可分为：低通低通滤波器（Low-pass Filter，LPF）⾼通滤波器（High-pass Filter，HPF）⾼通带通滤波器（Band-pass Filter，BPF）带通带阻带阻滤波器（Band-rejection Filter，BRF）全通滤波器（All-pass Filter，APF）全通有源滤波⽆源滤波器。

如果滤波电路中含有有源元件，如集成运放等，则称为有源滤波仅由电阻、电容、电感这些⽆源器件组成的滤波电路称为⽆源滤波器器。

与⽆源滤波器相⽐，有源滤波器具有效率⾼、带负载能⼒强、频率特性好，⽽且在滤波的同时还可以将有⽤信号放⼤等⼀系列有点⽽得到⼴泛应⽤。

2.1、滤波器种类2.1.1、低通滤波器从f0～f2频率之间，幅频特性平直，它可以使信号中低于f2的频率成分⼏乎不受衰减地通过，⽽⾼于f2的频率成分受到极⼤地衰减。

图 1低通滤波器2.1.2、⾼通滤波器与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。

它使信号中⾼于f1的频率成分⼏乎不受衰减地通过，⽽低于f1的频率成分将受到极⼤地衰减。

图 2⾼通滤波器2.1.3、带通滤波器它的通频带在f1～f2之间。

它使信号中⾼于f1⽽低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，⽽其它成分受到衰减。

图 3带通滤波器实际上将低通滤波器和⾼通滤波器串联，即可构成带通滤波器，此处需要注意⾼通滤波器的截⽌频率⼀定要⼩于低通滤波器的截⽌频率即fH<fL，否则新构成的滤波器就会变成全频滤波器。

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3.6二阶有源带通滤波器
3.6.1二阶有源带通滤波器特性
设图3.4.1中，Y1＝R1， Y2＝R2， Y3＝SC1，
Y4＝SC2，Y5＝R3，将它们代入式（3.4.5），
可得到二阶有源带通滤波器的传递函数如下
A (S)
A UFSR 1 1 C 2
S2S R 3 1 C 1R 3 1 C 2R 1 1 C 2R 2 1 C 2(1A U)F R 1R R 1 2R 3C R 1 2C 2
（3.6.1）
令
AOR1C2R3 1 C 1R3 1 C2A R U11 C F2R2 1 C2(1A U)F
O
R1 R2 R1R2R3C1C2
Q
R 1R 2 R 1R 2R 3C 1C 2
R 1R 2(C 1C 2)C 1R 3R 2R 1(1A U)F
则有
A(S) S2
AOQ 1SO Q0 S02
图3.6.2 二阶有源带通滤波器的幅频特性
图3.6.3 二阶有源带通滤波器AC Analysis仿真分析结果
利用AC Analysis（交流分析）可以分析二阶有源带通滤波器电路的频率特性如图3.6.3所示。分析方法参考3.3.2 一阶有源低通滤波器的AC Analysis（交流分析）分析步骤。
改变信号源的信号频率，利用示波器也可以观察到不同频率的输入信号通过带通滤波器的情况。
图3.6.1 二阶有源带通2 1 S 1
O QO
（3.6.2）
式（3.6.2）为二阶带通滤波器传递函数的典型
表达式。其中ω0为中心角频率。
3.6.2二阶有源带通滤波器特性分析
一个二阶有源带通滤波器电路如图3.6.1所示。启动仿真，点击波特图仪，可以看见二阶有源带通滤波器的幅频特性如图3.6.2所示。

二阶有源带通滤波器设计及参数计算之欧阳家百创编

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（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。

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。

欧阳家百（2021.03.07）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。

例．要求设计一个有源二阶带通滤波器，指标要求为：通带中心频率通带中心频率处的电压放大倍数：带宽：设计步骤：1）选用图2电路。

2）该电路的传输函数：品质因数：通带的中心角频率：通带中心角频率处的电压放大倍数：取，则：图2 无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波器电路。

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则有
A(S)
S2
AO
1 Q
S O
0
Q
S
2 0
AO
1 Q
S
0
( S )2 1 S
O
Q O
1
（3.6.2）
式（3.6.2）为二阶带通滤波器传递函数的典型
表达式。其中ω0为中心角频率。
3.6.2二阶有源带通滤波器特性分析
一个二阶有源带通滤波器电路如图3.6.1所示。启动仿真，点击波特图仪，可以看见二阶有源带通滤波器的幅频特性如图3.6.2所示。
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