有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)
有源高通滤波器电路设计(100Hz截止频率)
长沙学院课程设计说明书题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 电气工程及其自动化姓名学号指导教师起止日期模拟电子技术课程设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：长沙学院课程设计鉴定表目录摘要 (5)1．电路设计 (6)1.1．电路元件及参数的选择 (6)1.2．电路原理图绘制 (6)2．电路的仿真 (7)2.1．使用Multisim9仿真波特图示仪 (7)2.2．使用Multisim9仿真示波器 (7)2.2.1．输入信号频率小于截止频率时的仿真 (7)2.2.2．输入信号频率等于截止频率时的仿真 (8)2.2.3．输入信号频率大于截止频率时的仿真 (8)参考文献 (9)设计总结 (9)摘要滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。
常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。
以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，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。
但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做的很高，以及难于对功率信号进行滤波，这是它的不足之处。
]1[在实际电子系统中，有源滤波器运用广泛，输入信号往往是含有多种频率成分的复杂信号，可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号，因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。
完成此任务需要具有选频功能的电路。
本文主要内容是设计一个能阻挡低频信号、输出高频信号的有源高通滤波电路，以及利用Multisim9对电路进行仿真。
本电路所用到的运算放大器LM741EN，它的管脚1和5为调零端，管脚2为运放反相输入端，管脚3为同相输入端，管脚6为输出端，管脚7为正电源端，管脚4为负电源端，管脚8为空端。
模拟电子技术习题及答案
习题55.1在以下几种情况下，应分别采用哪种类型的滤波电路〔低通、高通、带通、带阻〕。
（1）从输入信号中提取100kHz～200kHz的信号；（2）抑制1MHz以上的高频噪声信号；（3）有用信号频率为1GHz以上的高频信号；（4）干扰信号频率介于1 kHz～10 kHz；解答：〔1〕带通滤波器；〔2〕低通滤波器；〔3〕高通滤波器；〔4〕带阻滤波器。
5.2在以下各种情况下，应分别采用哪种类型〔低通、高通、带通、带阻〕的滤波电路。
〔1〕抑制50Hz交流电源的干扰；〔2〕处理具有1Hz固定频率的有用信号；〔3〕从输入信号中取出低于2kHz的信号；〔4〕抑制频率为100kHz以上的高频干扰。
解：〔1〕带阻滤波器〔2〕带通滤波器〔3〕低通滤波器〔4〕低通滤波器5.3填空：〔1〕为了防止50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用滤波电路。
〔2〕输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用滤波电路。
（3）为了获得输入电压中的低频信号，应选用滤波电路。
〔4〕为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用滤波电路。
解：〔1〕带阻〔2〕带通〔3〕低通〔4〕有源5.4无源一阶RC低通滤波电路的截止频率决定于的倒数，在截止频率处输出信号比通带内输出信号小dB。
解答：时间常数，3dB5.5无源一阶RC高通滤波电路的截止频率决定于的倒数，在截止频率处输出信号比通带内输出信号小dB。
解答：时间常数，3dB5.6 一阶滤波电路阻带幅频特性以 /十倍频斜率衰减，二阶滤波电路那么以 /十倍频斜率衰减。
阶数越 ，阻带幅频特性衰减的速度就越快，滤波电路的滤波性能就越好。
解答：-20 dB ，-40 dB ，高。
5.7 试求题图所示电路的传递函数和频率响应表达式。
题图解答：()1v sR C A s sR C =+，j (j )1j v R CA R Cωωω=+5.8 题图5.8中所示为一个一阶低通滤波器电路，试推导输入与输出之间的传递函数，并计算截止角频率H ω。
有源滤波器设计范例
有源滤波器设计范例有源滤波器是一种仪器或电路，通过放大合适频率的信号，削弱不需要的频率的信号。
它由被放大的信号源、滤波器和放大器组成。
有源滤波器常用于音频、通信和信号处理等领域。
下面我们将介绍一个有源滤波器的设计范例。
设计目标：设计一个低通滤波器，截止频率为1kHz，增益为20dB。
输入信号幅度为1V，输出信号幅度应保持一致。
设计步骤：1.确定滤波器的类型和截止频率，由于我们需要一个低通滤波器，因此需要选择适合的操作放大器模型。
选择一个高增益的运放模型，比如OPA7412.确定滤波器的放大倍数，根据增益的要求，我们选择放大20dB，即放大倍数为10。
3.计算滤波器的截止频率，根据设计目标，截止频率为1kHz。
根据低通滤波器的特性，我们可以选择使用一个RC电路来实现，其中R为电阻，C为电容。
4. 计算滤波器的电阻和电容值，根据截止频率的公式，截止频率fc=1/(2πRC)。
根据给定的截止频率和选择的电阻值，计算出需要的电容值。
5.确定滤波器电阻和电容的实际可选择值，根据常用的电阻和电容系列，选择最接近计算得出的值的标准值。
6.绘制滤波器电路图，将运放、电阻和电容按照设计要求连接起来。
根据电路图，选择合适的电阻和电容标准值。
7.测试和调整滤波器，将设计好的电路安装到实际的电路板上。
连接一个信号发生器作为输入信号源，通过示波器测量输出信号的幅度。
8.监测滤波器输出信号的幅度，根据设计目标，输出信号应与输入信号保持一致，即保持1V的幅度。
9.调整滤波器的增益，通过调节电阻或电容的值，使输出信号的幅度达到1V。
10.测试滤波器截止频率的准确性，使用频谱仪监测滤波器输出信号的频率特性。
确保滤波器截止频率符合设计要求。
11.优化滤波器设计，根据测试结果和实际需求，对滤波器电路进行调整和优化，以获得更好的性能。
总结：。
模拟电子技术习题及答案5资料
习题55.1在下列几种情况下，应分别采用哪种类型的滤波电路（低通、高通、带通、带阻）。
（1）从输入信号中提取100kHz～200kHz的信号；（2）抑制1MHz以上的高频噪声信号；（3）有用信号频率为1GHz以上的高频信号；（4）干扰信号频率介于1 kHz～10 kHz；解答：（1）带通滤波器；（2）低通滤波器；（3）高通滤波器；（4）带阻滤波器。
5.2在下列各种情况下，应分别采用哪种类型（低通、高通、带通、带阻）的滤波电路。
（1）抑制50Hz交流电源的干扰；（2）处理具有1Hz固定频率的有用信号；（3）从输入信号中取出低于2kHz的信号；（4）抑制频率为100kHz以上的高频干扰。
解：（1）带阻滤波器（2）带通滤波器（3）低通滤波器（4）低通滤波器5.3填空：（1）为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用滤波电路。
（2）已知输入信号的频率为10kHz～12kHz，为了防止干扰信号的混入，应选用滤波电路。
（3）为了获得输入电压中的低频信号，应选用滤波电路。
（4）为了使滤波电路的输出电阻足够小，保证负载电阻变化时滤波特性不变，应选用滤波电路。
解：（1）带阻（2）带通（3）低通（4）有源5.4无源一阶RC低通滤波电路的截止频率决定于的倒数，在截止频率处输出信号比通带内输出信号小dB。
解答：时间常数，3dB5.5无源一阶RC高通滤波电路的截止频率决定于的倒数，在截止频率处输出信号比通带内输出信号小dB。
解答：时间常数，3dB5.6 一阶滤波电路阻带幅频特性以 /十倍频斜率衰减，二阶滤波电路则以 /十倍频斜率衰减。
阶数越 ，阻带幅频特性衰减的速度就越快，滤波电路的滤波性能就越好。
解答：-20 dB ，-40 dB ，高。
5.7 试求题图5.7所示电路的传递函数和频率响应表达式。
题图5.7解答：()1v sR C A s sR C =+，j (j )1j v R CA R Cωωω=+5.8 题图5.8中所示为一个一阶低通滤波器电路，试推导输入与输出之间的传递函数，并计算截止角频率H ω。
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。
语音放大电路设计
一、语音放大电路的设计通常语音信号非常微弱,需要经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器; 要求：（1） 采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个语音放大电路；假设语音信号的为一正弦波信号,峰峰值为5mV,频率范围为100Hz~1KHz,电路总体原理图如下所示；具体设计方案可以参照以下电路：图4 语音放大电路 前置放大电路：采用同相比例放大器,放大倍数为：A V =1+100KΩ10KΩ=11带通滤波电路为：带通滤波器A1的放大倍数计算：A vf1=1+27KΩ100KΩ=1.27A vf2=1+27KΩ100KΩ=1.27则带通滤波器的放大倍数为：A V=A vf1∗Avf2=1.272=1.6129采用低通和高通二阶有源巴特沃斯滤波器器串联连接,按照设计要求低通滤波器截止频率为1KHz,高通滤波器截止频率大于100Hz：f high=12πRC=12π15K∗0.1μ=106Hzf low=12πRC=12π15K∗0.01μ=1061Hz功率放大电路：是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路；第二级为共射放大电路；第三级为准互补输出级功放电路;外接元件最少的用法：静态时输出电容上电压为V CC2⁄,最大不失真输出电压的峰-峰值为电压V CC,最大输出P=(CC√2)2R L=V CC2R L=（1）仔细分析以上电路,弄清电路构成,指出前置放大器的增益为多少dB 通带滤波器的增益为多少dB前级放大器的增益为21dB,带通滤波器的增益为（2）参照以上电路,焊接电路并进行调试;a、将输入信号的峰峰值固定在5mV,分别在频率为100Hz和1KHz的条件下测试前置放大的输出和通带滤波器的输出电压值,计算其增益,将计算结果同上面分析的理论值进行比较;经过实际测量,前级放大器的实际增益约为20dB,带通滤波器的增益约为0dB;b、能过改变10K殴的可调电阻,得到不同的输出,在波形不失真的条件下,测试集成功放LM386在如图接法时的增益；调节电位器,可得功放的实际增益约为25dB;c、将与LM386的工作电源引脚即６引脚相连的10uF电容断开,观察对波形的影响,其作用是什么d、与6脚相连的10uF电容断开,会影响输出波形的质量,该电容的作用为对电源进行滤波,消除电源电压不稳定等造成的干扰;e、扬声器前面1000uF电容的作用是什么f、1000uF电容的作用是隔直通交,避免有直流分量流入扬声器而造成干扰;注意：１片LM324芯片有含有四个运放；集成功放采用LM386N-4；。
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
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 (2)
模拟电路课程设计任务书20 10 －20 11 学年第 2 学期第 1 周－ 2 周摘要二阶高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱（或减少）频率低于截止频率信号通过的滤波器。
高通滤波器有综合滤波功能，它可以滤掉若干次高次谐波，并可减少滤波回路数。
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。
其在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。
本设计为分别使用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计二阶高通滤波器。
二者电路都是基于芯片LM324设计而成。
将信号源接入电路板后，调整函数信号发生器的频率，通过观察示波器可以看到信号放大了5倍。
现在工厂对于谐波的治理,应用最多的仍然是高压无源滤波器,高压无源滤波器有多种接线方式,其中单调谐滤波器及二阶高通滤波器使用最为广泛,无源滤波器具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点,关键字：高通滤波器；二阶；有源；目录前言 (4)第一章设计内容 (5)1.1设计任务和要求 (5)1.2设计目的 (5)第二章滤波器的基本理论 (6)2.1滤波器的有关参数 (6)2.2有源滤波和无源滤波 (7)2.3巴特沃斯响应 (8)第三章滤波系统中高通滤波器模块设计 (11)3.1压控电压源二阶高通滤波电路 (11)3.2无限增益多路反馈高通滤波电路 (12)第四章二阶高通滤波器电路仿真 (13)第五章系统调试 (16)第六章结论 (17)5.2对本设计优缺点的分析 (17)5.1结论结论与心得 (17)附录一LM324引脚图 (18)附录二元件清单 (19)附录三参考文献 (20)第一章设计内容1.1设计任务和要求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fc=100Hz3．增益AV＝5；1.2设计目的1.了解滤波器的工作特点2．掌握电子系统的一般设计方法3．掌握常用元器件的识别和测试4．培养综合应用所学知识来指导实践的能力5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法6．进一步提高自己的动手实践能力7．掌握专业课程设计报告的格式及流程第二章滤波器的基本理论2.1滤波器的有关参数实际滤波器的基本参数：理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中，通带和阻带之间应没有严格的界限。
滤波器的设计及参数值在线计算
一、低通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个低通通滤波器，它的截止频率如下公式所示：公式1图1图2是实用的低通滤波器电路，它使用通用运算放大器（运放）接成单电源供电模式，简单易行。
图中C2为足够大的电容器，所谓足够大是指C2和R2的时间常数要远小于R1和C1的时间常数，图中为10U。
该电路通带内的电压放大倍数为R1/R2，若R1=R2则放大倍数为1。
该电路截止频率有R1,C1的时间常数决定，满足公式1。
图2下图是当R1=R2=15915Ω（不是标准电阻值，可参考这里找出最接近的电阻），C1=10nF（算得频率是1k）的pspice仿真结果。
这时增益=1，输出二分之一根号二即0.707V就是截至频率点，图上可以看出是1kHz图3输入C1，R1的值计算频率F:输入C1，频率F的值计算电阻R1:低通滤波器的设计及参数值在线计算:/lowpass.htm二、有源带通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个多路负反馈二阶有源带通滤波器，它使用单个通用运算放大器（通用运放）接成单电源供电模式，易于实现。
它的上限截止频率和下限截止频率可以非常近，具有非常很强的频率选择性。
令C1=C2=C，Req是R1和R2并联的值。
品质因数Q等于中心频率除以带宽，Q = fC/BW。
由式可以看出可以通过让R3的值远大于Req来获得大的Q值Q值越大，频率选择性越好，带宽越小。
反之则反。
令中心频率为fc，则计算公式如下：其中关于本有源带通滤波器电路的详细论述及PSPICE仿真结果请访问：有源带通滤波器借助本工具软件，您可以：输入增益GAIN，带宽BW，中心频率F，电容值C，计算有源带通滤波器电阻值R1,R2,R3：输入电路元件值C,R1,R2,R3,计算有源带通滤波器增益GAIN，品质因数Q，中心频率Fc：有源带通滤波器的设计及参数值在线计算: /nbpf.htm三、高通滤波器的设计及参数值在线计算图1所示是一个高通通滤波器，它的截止频率如下公式所示：公式1图1图2是实用的高通滤波器电路，它使用通用运算放大器（运放）接成单电源供电模式，简单易行。
高通滤波器的设计
高通滤波器的设计与制作一、高通滤波器概念高通滤波器就是容许高频信号通过，阻止低频信号通过的电路。
原理电容通高频阻低频，电感通低频阻高频。
频谱特性f是高通滤波器的截止频率。
H截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅值不变，改变频率使输入信号的幅度将之最大值的0.707倍。
此时的频率成为截止频率。
二、设计指标:K f H 10=Hz高通滤波器的频谱函数为：()ωj H =RCj Cj R Cj j V j V i ωωωωω+=+=1111)()(0 ()ωj H =2)(11RC ω+2)2(11)(2fRC j H fπωπω+==令ω=f π2 令RCf H π21=，则 )(11)(ff j H H +=ω由此可知H f f =时，()22=H ωj 当频率为H f 时，其幅度约为最大值是0.707倍K f H 10=Hz 是高通通滤波器的截止频率，标称值电容C=9105.1-⨯F(1500pF)，由此得出R=10600Ω。
三、软件仿真1、用Matlab仿真如下：Matlab的程序：clear;r=10600;c=1.5e-9;f0=0;fn=30000;df=0.01;f=f0:df:fn;w=2.*pi.*f;a=(1./(w.*r.*c)).^2;H=(1./(1+a)).^0.5;plot(f,H);xlabel('f');ylabel('H');程序如下：运行结果如下：四、高通滤波器的电路图：设计高通滤波器的电路图如下：实际的电路如下所示：五、电路测试：仪器：电烙铁、示波器、函数信号发生器1、对示波器进行校准：将示波器“MODE”打到“CH1”，将同轴测试电缆连接到“CH1”上，测试笔上的开关推到“×1”对“CH1”校准；同理对“CH2”进行校准，再将连接“CH1”和“CH2”的两个测试笔共同接到示波器左下端，示波器“MODE”打到“DUAL”，调节竖直移动旋钮，使两列方波完全重合。
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。
高通有源滤波电路
湖南文理学院课程设计报告有源高通滤波电路目录第一章简介1.1 设计要求 (3)1.2 设计作用与目的 (3)1.3 所用仪器设备 (4)第二章设计原理2.1 设计方案及方案选择 (5)2.2 模块电路设计及分析 (6)2.3 总体设计 (10)2.4 元件参数 (11)第三章设计硬件及软件过程3.1 Multisim仿真图 (13)3.2 仿真结果 (14)3.3 系统调试结果分析 (16)第四章总结与展望第一章简介1.1设计要求有源高通滤波电路能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，并对有用的频率成分具有一定的电压放大作用。
有源高通滤波电路应包括：滤波电路；集成运放；反馈电路，三个部分。
滤波电路能有效滤除无用频率信号成分，保留有用频率信号成分。
集成运放和反馈电路使电路具有一定的电压放大作用，使电路滤波特性趋于理想。
通过对有源滤波电路的探究，设计了一四阶有源高通滤波电路。
在Multisim 10软件中进行仿真实验，对电路的频率特性和不同频率下输出的信号进行了分析，电路能有效滤除或衰弱频率为100Hz以下的电压信号，对频率100Hz以上的电压信号有放大作用。
最终结果基本达到了预期要求。
1.2设计作用与目的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。
1.3 所用仪器设备表：有源高通滤波电路明细表第二章 设计原理2.1 设计方案及方案选择有源高通滤波器应分为三部分：滤波电路；集成运放；反馈电路。
带通滤波电路设计
带通滤波电路设计一．设计要求（1）信号通过频率范围f 在100 Hz 至10 kHz 之间；（2）滤波电路在1 kHz 的幅频响应必须在±1 dB 范围内，而在100 Hz 至10 kHz 滤波电路的幅频衰减应当在1 kHz 时值的±3 dB 范围内；（3）在10 Hz 时幅频衰减应为26 dB ，而在100 kHz 时幅频衰减应至少为16 dB 。
二．电路组成原理由图（1）所示带通滤波电路的幅频响应与高通、低通滤波电路的幅频响应进行比较，不难发现低通与高通滤波电路相串联如图（2），可以构成带通滤波电路，条件是低通滤波电路的截止角频率W H 大于高通电路的截止角频率W L ，两者覆盖的通带就提供了一个带通响应。
V I图（1）111C R W H =低通截止角频率 221C R W L = 高通截止角频率必须满足W L <W H│AO│A││A│HL图（2）电路方案的选择参照教材有源带通滤波电路的设计。
这是一个通带频率范围为100HZ-10KHZ的带通滤波电路，在通带内我们设计为单位增益。
根据题意，在频率低端f=10HZ时，幅频响应至少衰减26dB。
在频率高端f=100KHZ时，幅频响应要求衰减不小于16dB。
因此可以选择一个二阶高通滤波电路的截止频率fH=10KHZ,一个二阶低通滤波电路的fL=100HZ，有源器件仍选择运放LF142，将这两个滤波电路串联如图所示，就构成了所要求的带通滤波电路。
由教材巴特沃斯低通、高通电路阶数n与增益的关系知A vf1=，因此，由两级串联的带通滤波电路的通带电压增益（Avf1）2=（）2=,由于所需要的通带增益为0dB,因此在低通滤波器输入部分加了一个由电阻R1、R2组成的分压器。
V I图（3）元件参数的选择和计算在选用元件时，应当考虑元件参数误差对传递函数带来的影响。
现规定选择电阻值的容差为1%，电容值的容差为5%。
由于每一电路包含若干电阻器和两个电容器，预计实际截止频率可能存在较大的误差（也许是+10%）。
有源高通滤波器电路设计
长沙学院课程设计说明书题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 08电气工程及其自动化二班姓名学号指导教师起止日期模拟电路课程设计任务书一．设计题目有源高通滤波器电路设计二．技术参数和设计要求1. 技术参数设计一个能阻挡低频信号，输出高频信号的有源高通滤波电路；2. 设计要求（1）举例说明所设计的有源高通滤波器的广泛应用，并熟悉芯片LM741EN的各引脚功能，以及其应用。
简要说明电路的工作原理。
（2）计算并选择电路元件及参数；（3）仿真调试电路；（4）撰写设计报告及使用说明书。
三．设计工作量设计时间一周，2009年下学期第17周进行。
四．工作计划星期一：布置设计任务，查阅资料；星期二~星期四：设计方案论证，进行电路设计，计算并选择电路元件及参数；星期五：撰写设计报告及使用说明书，进行个别答辩。
五．参考资料1．彭介华，《电子技术课程设计指导》，北京：高等教育出版社，1997；2．高吉祥，《电子技术基础实验与课程设计》，北京：电子工业出版社，2005；3．童诗白，《模拟电子技术基础》，北京：高等教育出版社，1988；4．康华光，《电子技术基础——模拟部分》，北京：高等教育出版社，19885．本课程教材六．指导教师七．系部审批课程设计鉴定表目录一、摘要及关键词 (5)二、Multisim10绘制的原理图 (6)三、Multisim10仿真波特示意图 (7)四、心得体会 (9)五、参考文献 (9)一、摘要及关键词摘要：滤波电路是一种能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置。
工程上常用它来作信号处理、数据传输和抑制干扰等。
我们现在主要讨论模拟滤波器。
以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，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。
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 (7)1.1设计课题意义及背景 (7)1.2设计课题任务及要求 (7)1.3设计内容 (7)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 (3)2.4.1设计要求 (3)2.4.2直流稳压电源工作原理 (3)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 (11)5.3.1直流电源调试结果 (11)5.3.2二阶有源高通滤波电路调试结果 (11)5.4 数据分析 (12)5.5 故障排查 (12)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 (18)附录C 元件清单 (19)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。
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。
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。
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。
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长沙学院课程设计说明书
题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系
专业(班级) 电气工程及其自动化姓名
学号
指导教师
起止日期
模拟电子技术课程设计任务书
系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：
长沙学院课程设计鉴定表
目录
摘要 (5)
1．电路设计 (6)
1.1．电路元件及参数的选择 (6)
1.2．电路原理图绘制 (6)
2．电路的仿真 (7)
2.1．使用Multisim9仿真波特图示仪 (7)
2.2．使用Multisim9仿真示波器 (7)
2.2.1．输入信号频率小于截止频率时的仿真 (7)
2.2.2．输入信号频率等于截止频率时的仿真 (8)
2.2.3．输入信号频率大于截止频率时的仿真 (8)
参考文献 (9)
设计总结 (9)
摘要
滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。
常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。
以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，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。
但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做的很高，以及难于对功率信号进行
滤波，这是它的不足之处。
]1[在实际电子系统中，有源滤波器运用广泛，输入信号往往是含有多种频率成
分的复杂信号，可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号，因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。
完成此任务需要具有选频功能的电路。
本文主要内容是设计一个能阻挡低频信号、输出高频信号的有源高通滤波电路，以及利用Multisim9对电路进行仿真。
本电路所用到的运算放大器LM741EN，它的管脚1和5为调零端，管脚2为运放反相输入端，管脚3为同相输入端，管脚6为输出端，管脚7为正电源端，管脚4为负电源端，管脚8为空端。
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以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。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
关键词：滤波器运算放大器有源滤波电路有源高通滤波电路Multisim 电路仿真
1.1．电路元件及参数的选择
设定有源高通滤波器通带增益10=A ，截止频率Hz f c 100=，Q 为0.707。
取基准电容nF C 1000=，则基准电阻Ωπk .)C f /(R c 923152100== ，
各元件的参数计算如下：
F n )R f /(C C C c 100210021====π
nF A /C C 100003==
Ωk .)]A /(Q /[R R 507712001=+= Ωk .)A (Q R R 7733321002=+=
根据理论计算结果，取所有元器件参数的标准值，则可以确定电路的元器件使用情况。
1.2．电路原理图绘制
在确定元器件后即可使用Multisim9完成电路原理图的绘制，如图1-2为有源高通滤波器电路原理图。
图1-2 有源高通滤波器电路原理图
2.1．使用Multisim9仿真波特图示仪
如图2-1波特图示仪仿真图像所示，通过仿真得到的幅频特性曲线与电路理论的计算值相吻合。
电路截止频率为100Hz 左右。
图2-1 波特图示仪仿真图像
2.2．使用Multisim9仿真示波器
此有源高通滤波器电路设计的截止频率Hz f c 100 。
通过调节电路输入信号频率，仿真可分为输入信号频率小于截止频率时的仿真、输入信号频率等于截止频率时的仿真、输入信号频率大于截止频率时的仿真。
观察图1-2可知，A 通道（橙色波形）显示的是输入信号波形，B 通道（红色波形）显示的为输出信号波形
2.2.1．输入信号频率小于截止频率时的仿真
如图2-2-1所示，将输入信号频率调节到50Hz ，小于截止频率，此时可观察到输出信号被明显抑制。
图2-2-1 输入信号频率为50Hz 时示波器的仿真图像
2.2.2．输入信号频率等于截止频率时的仿真
尝试将输入信号频率调节到与截止频率相等，即为100Hz。
如图2-2-2所示，发现该电路对输出信号还是有少许抑制作用，图中可得，输入信号波形的波峰大约为1.414V，输出信号的波峰大约为1.010V，所以有如下计算：
V
.
.Q
V
/
1.
≈714
010
≈
414
1
与图2-1所示的波特图示仪内容相符合。
图2-2-2 输入信号频率为100Hz时示波器的仿真图像
2.2.3．输入信号频率大于截止频率时的仿真
当输入信号频率设置在大于截止频率的500Hz时。
其输入、输出波形在示波器显示如图2-2-3，输入输出波形只是方向相反，信号强度并没有发生衰减。
所以在截止频率以上的信号可以无衰减通过。
图2-2-3 输入信号频率为500Hz时示波器的仿真图像
参考文献
【1】康华光.电子技术基础【Z】.北京：高等教育出版社，2006，413～413.
设计总结
个人感觉这次的课程设计中途虽有波折，但是还算顺利。
在周一上午老师开题后，当天我就开始四处查阅资料，设计电路，由于该电路并不复杂，而且在之前的模电理论课学习中也有所涉及，所以周一晚上虽然因为安装Multisim出现了一些问题耽误了很多时间，但最终完成了电路的设计以及模拟。
周二的傍晚六七点在我模拟等方面一切就绪后，我开始撰写设计说明书，一路收集、运算、整理，忙到了凌晨快两点时差不多要告一段落.
此次进行有缘高通滤波器电路的设计是大学期间第一次进行课程设计，对于课程设计这个概念之前我也感觉非常新鲜，只有当本周一坐在教室听完了老师的讲解后，才真正地理解了课程设计的含义——完全自主的完成一个课题。
就说说通过完成我自己的有源高通滤波器电路设计这个课题的过程中的一点小感悟吧。
这次课程设计我做得很快，也算是在和自己较劲，我感觉虽然时间很短，但是通过这次课程设计学到的东西却不是几节理论课能够比拟的。
首先，理论上的东西毕竟理解上不够清晰，可是在这两天，通过网上和图书馆各种书籍与资料的查阅，再加上和同学的深入交流探讨，感觉自己在滤波电路这一块的思路清晰了很多。
其次，对我来说，课程设计同样是对自己意志很大的磨练，仅仅只靠自己的力量来独立的完成课题，不要让自己想着等别人做完了去“参考参考”，也不要学一些同学拖拖拉拉，本来一周要完成的设计，弄到第二周还没弄完。
认认真真的对待，耐心细致的对待，就能够从中收获很多！。