有源低通滤波器的实现100KHZ..

合集下载

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。

关于多级低通有源滤波器的增益及Q值排序的深入思考

关于多级低通有源滤波器的增益及Q值排序的深入思考概要常见的多级低通有源滤波器的增益排序方法是把大部分乃至全部增益放在第一级。

如果只考虑要降低低频的输入参考噪声，这是正确的设计方法。

然而，其它的几种考虑因素可能会使您改变这种增益排序，以实现更为出色的实施方案。

这些需要考虑因素包括：每级特征频率范围内的噪声峰值效应、高 Q 值高增益级的过冲导致压摆范围受限和/或削波、可靠实施所需的放大器带宽。

本文将对上述情况进行描述，为其找出相应实施方案，并对这些方案的效果进行详解。

多级低通有源滤波器的设计考虑因素每个多级有源滤波器设计人员都不得不为各级 Q 值的排序和每级该分配多少增益之间的折衷而大伤脑筋。

如果滤波器的总增益要大于 1，最简单的设计方法就是把大部分乃至全部的增益放在第一级。

经过正确分析得出这种方法可以实现最低输入参考点噪声（当噪声频率远低于滤波器特性频率时）。

另外，对于标准的多极点设计，需要从低到高布置一系列的 Q 值。

在哪里布置 Q 值最高的一级是一个非常重要的考虑因素，实际上也是实施方案成功与否的关键。

这些 Q 值最高的一级会出现最高的输出噪声峰值，也是最有可能导致压摆范围受限和/或者削波的阶跃响应过冲的地方。

许多设计工具把这一级放在最前面，这恰与将大多数增益放在第一级的目标相冲突。

有些设计工具则把大多数增益放在最后一级，结果导致噪声峰值远远超过必要水平，增大了滤波器输出的整体噪声。

某些设计工具则采用折中方法，把 Q 值最高的一级放在中间（针对 4 阶以上而言），这种方法似乎非常适用于某些应用。

在采用有自身性能限制的真实部件来真正构建这些滤波器时，上述的考虑就不再是纸上谈兵。

使用一种近期开发的在线设计工具（参考资料 1），可以开发出多种能够实现相同目标频率响应的案例。

在选择不同的增益和 Q 值排序的情况下，它们的阶跃响应、噪声以及要求的放大器性能裕量会大相径庭。

当然，只有在设计的低频通带总增益大于 1 的情况下才需要考虑增益排序。

简单二阶有源低通滤波器电路及幅频特性

简单二阶有源低通滤波器电路及幅频特性为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RCo(1)通带增益当f=0时，各电容器可视为开路，通带内的增益为低通滤波环节，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二阶LPF的电路图如图6所示，幅频特性曲线如图7所示。

1-(2)二阶低通有源滤波器传递函数根据图8-2.06可以写出丄“盘斗丄〕俯二一礎通常有，联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数臥)—九…(3)通带截止频率将s 换成j 3,令3 0 = 2n f o=1/(RC)可得当f=fp时，上式分母的模="丿厶I VoZ与理想的二阶波特图相比，在超过fO以后，幅频特性以-40 dB/dec的速率下降，比一阶的下降快。

但在通带截止频率fp -fO之间幅频特性下降的还不够快。

摘要设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，并利用MultisimIO仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致，为有源滤波器的电路设计提供了EDA手段和依据。

关键词二阶有源低通滤波器；电路设计自动化；仿真分析；MultisimIO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。

本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，采用EDA仿真软件Multisim1O对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。

低通滤波器实验报告

（科信学院）信息与电气工程学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书（2012/2013学年第二学期）题目： ____低通滤波器设计____ _____ _____ _专业班级：通信工程学生姓名：学号：指导教师：设计周数：2周2013年7月5日题目： ____低通滤波器设计____ _____ _____ _ (1)第一章、电源的设计 (2)1.1实验原理： (2)1.1.1设计原理连接图： (2)1. 2电路图 (5)第二章、振荡器的设计 (7)2.1 实验原理 (7)2.1.1 (7)2.1.2定性分析 (7)2.1.3定量分析 (8)2.2电路参数确定 (10)2.2.1确定R、C值 (10)2.2.2 电路图 (10)第三章、低通滤波器的设计 (12)3.1芯片介绍 (12)3.2巴特沃斯滤波器简介 (13)3.2.1滤波器简介 (13)3.2.2巴特沃斯滤波器的产生 (13)3.2.3常用滤波器的性能指标 (14)3.2.4实际滤波器的频率特性 (15)3.3设计方案 (17)3.3.1系统方案框图 (17)3.3.2元件参数选择 (18)3.4结果分析 (20)3.5误差分析 (23)第四章、课设总结 (24)第一章、电源的设计1.1实验原理：1.1.1设计原理连接图：整体电路由以下四部分构成：电源变压器：将交流电网电压U1变为合适的交流电压U2。

整流电路：将交流电压U2变为脉动的直流电压U3。

滤波电路：将脉动直流电压U3转变为平滑的直流电压U4。

稳压电路：当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo的稳定。

1）变压器变压220V交流电端子连一个降压变压器，把220V家用电压值降到9V左右。

2）整流电路桥式整流电路巧妙的利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器次级电压的极性分别导通。

见变压器次级电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载的电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。

压控电压源型二阶有源低通滤波电路

摘要：设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，并利用Multisim仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致，为有源滤波器的电路设计提供了EDA手段和依据。

关键词二阶有源低通滤波器；电路设计自动化；仿真分析；一：实验内容及要求：设计一个压控电压源型二阶有源低通滤波电路，要求通带截止频率fo=100 kHz，等效品质因数Q=1，试确定电路中有关元件的参数值。

二：实验器材软件：Multisim仿真软件。

器材：正弦波信号源（f=200KHz 幅度：1v）,电容两个，电阻四个，集成运放3554AM一个。

三：实验电路对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路，它的功能是使特定频率范围内的信号通过，而阻止其他频率信号通过。

理论计算根据实际选择的元件参数重新计算滤波电路的特征参量。

式(2)中，令s=jω，得到二阶低通滤波电路的频率特性为Ao=1+6RfR =1+1=2 通带截止频率fo 与3 dB 截止频率fc 计算如下所以，fc=1.272fo=126.53KHz四 Multisim 分析4．1 瞬态分析从图可以看出，输出信号的频率与输入信号一致，输出信号与输入信号同频不同相，说明二阶低通滤波电路不会改变信号的频率。

电压放大倍数Auf=2。

4.2交流分析从图中可以看出， 3 dB截止频率约为127 kHz。

与理论计算值值基本符合。

4.3参数扫描分析从图可以看出，曲线从下至上对应的电阻RF由100 Ω至1000 Ω幅频特性纵截止频率约为125 kHz。

并且，RF越大，Auf越大，Q越大，幅频特性曲线越尖锐。

在同样的设计截止频率下，Q值的不同对实际截止频率有较大的影响。

4.4傅理叶分析由图可知，输出电压的谐波失真率很小，为 4.61229%，符合实验设计要求。

4.5传递函数分析由图可知，输入电阻Ri=239.44900G，输出电阻Ro=400.3851放大倍数Au=1.99971，符合设计要求.压控电压源二阶低通滤波电路的设计与仿真分析学院：电子信息工程学院年级：2008级专业：自动化学号：00824032姓名：魏文龙完成日期：2012年5月14日参考文献：1黄智伟，《基于Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》，电子工业出版社，2008年1月2童诗白华成英《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，2006年1月3。

低通滤波器工作原理和应用实例

低通滤波器工作原理和应用实例低通滤波器容许低频信号通过,但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。

对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。

当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器,或高音消除滤波器。

高通滤波器则相反,而带通滤波器则是高通滤波器同低通滤波器的组合.低通滤波器概念有许多不同的形式，其中包括电子线路(如音频设备中使用的hiss滤波器、平滑数据的数字算法、音障(acoustic barriers)、图像模糊处理等等。

低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数(moving average)所起的作用；这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。

低通滤波器实例RC电路实现的一个低通电子滤波器一个固体屏障就是一个声波的低通滤波器。

当另外一个房间中播放音乐时，很容易听到音乐的低音，但是高音部分大部分被过滤掉了。

类似的情况是，一辆小汽车中非常大的音乐声在另外一个车中的人听来却是低音节拍，因为这时封闭的汽车(和空气间隔)起到了低通滤波器的作用，减弱了所有的高音。

电子低通滤波器用来驱动重低音喇叭(subwoofer)和其它类型的扩音器、并且阻塞它们不能有效传播的高音节拍。

无线电发射机使用低通滤波器阻塞可能引起与其它通信发生干扰的谐波发射。

DSL分离器使用低通和高通滤波器分离共享使用双绞线的DSL和POTS信号。

低通滤波器也在如Roland公司这样的模拟合成器(synthesiser)合成的电子音乐声音处理中发挥着重要的作用。

参见subtractive synthesis.[编辑]理想与实际滤波器一个理想的低通滤波器能够完全剔除高于截止频率的所有频率信号并且低于截止频率的信号可以不受影响地通过。

实际上的转换区域也不再存在。

一个理想的低通滤波器可以用数学的方法(理论上)在频域中用信号乘以矩形函数得到，作为具有同样效果的方法，也可以在时域与sinc函数作卷积得到。

simulink过滤100khz波形参数设计

simulink过滤100khz波形参数设计在Simulink中设计100kHz的滤波器需要考虑滤波器的类型、参数设置以及性能评估。

首先，我们需要选择合适的滤波器类型，如低通、高通、带通或带阻滤波器等。

然后，根据信号的特点和需求来选择合适的滤波器参数，如截止频率、阶数、抗混叠设计和幅度响应等。

最后，利用Simulink进行滤波器的搭建和性能评估。

1.选择滤波器类型：根据100kHz波形的要求，我们选择低通滤波器来剔除在100kHz以外的频率成分。

2.设计滤波器参数：2.1.截止频率：-截止频率决定了滤波器的频率特性，一般选择在滤波后的信号中主要成分基本消失的频率。

-在低通滤波器中，截止频率以上的频率成分会被剔除。

-根据具体需求，选择合适的截止频率，如100kHz附近的值。

2.2.阶数：-阶数决定了滤波器的陡降程度，一般可以选择更高的阶数以增加滤波器的抑制能力。

-阶数越高，滤波器的频率响应越陡峭，但也会带来更多的计算复杂度。

-根据信号特点和计算资源的考虑，选择合适的阶数。

2.3.抗混叠设计：-根据采样定理，要避免混叠，滤波器的截止频率应该小于采样频率的一半。

-如果采样频率为200kHz，则滤波器的截止频率应小于100kHz。

2.4.幅度响应：-幅度响应描述了滤波器在不同频率下的衰减或增益特性。

-根据应用需求，选择合适的幅度响应，如可以选择低通滤波器的平坦或者有特定衰减特性的幅度响应。

3.使用Simulink搭建滤波器：在Simulink中，我们可以使用滤波器模块来搭建滤波器系统。

具体步骤如下：3.1.打开Simulink，并新建一个模型文件。

3.2.在模型中选择滤波器类型，并设置对应的参数，如截止频率、阶数等。

3.3.将输入信号接入滤波器系统，并连接到输出信号。

3.4.运行模型来观察滤波后的波形效果。

4.性能评估：使用Simulink可以方便地进行滤波器的性能评估，包括频率响应、相位响应、幅度响应等。

lpf低通滤波器参数

低通滤波器（Low-Pass Filter，LPF）是一种可以通过滤除高频信号而仅传递低频信号的滤波器。

LPF的参数可以包括截止频率、衰减特性以及滤波器的阶数等。

1. 截止频率（Cutoff Frequency）：这是LPF的最重要参数之一。

截止频率指的是滤波器开始滤除高频信号的频率点。

通常用赫兹（Hz）来表示，例如100 Hz、1 kHz等。

2. 衰减特性（Attenuation characteristics）：指的是LPF对于截止频率之后的高频信号的衰减程度。

常见的单位是分贝（dB）。

例如，一个LPF的衰减特性可以为-20 dB/十分之一倍（decade），代表每增加一个频率十分之一倍，信号的幅度将下降20 dB。

3. 阶数（Order）：指示LPF的阶数，即滤波器电路中使用的电容和电感的数量。

阶数越高，滤波器的斜率越陡峭。

常见的LPF阶数包括一阶、二阶、三阶等。

一阶LPF具有较为温和的滤波特性，而高阶LPF可以实现更精确的滤波。

对于具体的LPF设计，你可能需要了解其滤波器类型（如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等），以及所需的频率响应和设计指标。

根据这些参数，你可以使用相关的电路设计工具
或计算公式来获得所需的元件数值。

电子线路课程设计：低通滤波器

电子线路课程设计课程名称电子线路课程设计院（系）电子信息工程学院专业通信工程班级学号姓名设计题目低通滤波器一．设计任务和要求：设计一个低通滤波器。

设计要求：（禁止使用集成模块）①截止频率：100KHz②通带增益：20dB③截止带增益：-30dB二．设计设备：低通滤波器在工业现场主要用于信号的滤波，提高有效信号的信噪比。

实际环境下的有效信号一般是传感器输出信号或通信传输的信号。

目前随着计算机技术的快速发展，诞生了很多方便的设计软件。

此次课程设计的模拟仿真，我选择使用Filter Wiz RRO.Filter Wiz Pro是一款很好的滤波器设计软件。

三．概述滤波器（filter），是一种用来消除干扰的器件，它的主要作用是让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。

其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。

本设计为低通滤波器，低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。

通过采用Filter Wiz RRO滤波器设计软件，通过输入截止频率100K Hz，通带增益20dB；截止带增益-30dB后经过自动分析处理后直接算出滤波器的性能及所有滤波器原件的值得到低通滤波器电路图。

四．方案论证：本设计的方案为通过采用Filter Wiz Pro滤波器设计软件设计出符合条件的低通滤波器。

Filter Wiz Pro是一款功能强大的滤波器设计软件，其能够帮助用户设计软件，并可进行低通、高通、带通和带阻滤波器等设置。

尽管低通滤波器在现代电子学领域的地位越来越重要，但其设计及定型工作仍是冗长乏味且耗时巨大的。

不过现在有了Filter Wiz Pro，用户就可以比较迅速地设计、优化和仿真一套完整的多级有源滤波器解决方案。

软件使用了精选的TI运算放大器和TI供应商合作伙伴提供的无源组件，因此起可帮助用户设计出最佳的滤波器，并且，软件还可通过对比带宽、电流、成本和其他参数对增益带宽进行评估，为用户的设计选择最佳的运算放大器。

一阶低通滤波器的截止频率

一阶低通滤波器的截止频率
把1kHz方波转换成正弦波可以用这个电路，只要把截止频率设置在1kHz上即可；想把100kHz方波转成正弦波也可以用它，但是要重调截止频率。

要把
1~100kHz范围转换，这个电路做不到，因为能通过100kHz正弦波的低通，对1kHz 的方波畅通无阻（这个方波内包含的3、5、7、9次，等等谐波分量均在100kHz 以内）。

改变通带频率只要改变C1、C2，容量增加几倍，频率就下降几倍，反之亦然。

当然不改电容，改变R1、R2也行，结果类同。

扩展资料：
波电路的作用就是允许某段频率范围内的信号通过，而阻止或削弱其他频率范围的信号。

有源滤波电路由电阻、电容和集成运算放大器组成，又称为有源滤波器。

有源滤波器能够在滤波的同时还能对信号起放大作用，这是无源滤波无法做到的。

根据滤波电路通过或者阻止信号频率范围不同，可将滤波电路分为低通、高通、带通河带阻电路。

本文讨论的是有源低通滤波电路的设计与仿真研究。

有源低通滤波电路能够通过低频信号，抑制或衰减高频信号。

吉林大学仪电学院考研模电部分

【2002】1、有以下三种放大电路备用:(1) 低输出电阻型: i1R =10K Ω; VO1A =1, O1R =20Ω; (2) 高输入电阻型: i2R =1M Ω, VO2A =10, O2R =10K Ω; (3) 高增益型: i3R =10K Ω, VO3A =100, O3R =1K Ω;用这三种放大电路组合, 设计一个能在100Ω负载电阻上提供至少0.5W 功率的放大器, 并证明其合理性。

已知信号源开路电压为30mv (有效值) , 内阻为0.5M Ω。

(10分) 2、画图说明测试系统输入电阻及输出电阻的方法。

(10分)3、下图电路中3DG6的be r =1K Ω, β=100, r μ=0.001, ce r =25 K Ω, 实测得其电压放大倍数和用公式|Vm A |=beL'r R ∙β 计算的结果相差较大。

图一解释其原因。

(10分)4、设计一个比较器, 实现图二所示传输特性。

(10分)5、图三是一个有源滤波器,写出其传递函数。

分析其特性, 说明 (1)是低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器中哪一个? (2)截止频率或中心频率是多少?(3)是巴特沃思滤波器或切比雪夫滤波器或贝塞尔滤波器吗? 是哪一个? (4) 通带增益是多少?(计算中π取3.14,保留两位小数,要求写出表达式) (10分)Vo+6VVi0V 1V 2V-6V图二图三【2003】1、什么是噪声系数？运算放大器LT1028的资料表明，“噪声电压（V oltage Noise）为1.1nv/ HZ”。

它的物理意义是什么？（5分）2、如何保证所设计的负反馈放大器能稳定工作？（5分）3、某人用一通用运算放大器μA741设计了一个放大器，当他在其输入端加入方波信号时，发现其输出波形上升沿和下降沿均变缓（陡度变小），是什么原因？应如何解决？（5分）4、某电唱机拾音头内阻为1MΩ，输出电压为1V（有效值），如果将它直接和10Ω扬声器相接，扬声器上的电压和功率各为多少？如果在拾音头和扬声器之间接入一个放大电路，它的输入电阻Ri =1MΩ,输出电阻Ro=10Ω,电压增益为1，试求这时扬声器上的电压和功率各为多少？（10分）5、根据各种器件的特点，综合考虑各种因素，说明在什么情况下应选用运算放大器？在什么情况下应选用场效应管？在什么情况下应选用晶体三极管？（9分）6、当用晶体三极管设计一个功率放大器时，综合考虑各种因素，应如何选择晶体管？（6分）7、音频放大器要放大的是声音信号，一般声音信号是一个非周期性的复杂波形。

通信原理第4章例题1

1、已知信息码为 110000 110000 11，求相应的
AMI 码、HDB3码？
2、已知信息码为 101 000 000 000 11，求相应的 AMI 码、HDB3码？
3、单极性归零码占空比为50%，如果脉冲宽度为
5ms，求码元速率？ 4、已知消息代码为 1110 0101 ，求其相对码并画出它的单极性不归零码波形。
1000baudbaudhz6在带宽为2400hz的某低通型信道上进行基带传输当基带传输特性分别为理想低通50余弦滚降及100余弦滚降时其无码间干扰传输的最高码元速率及频带利用率分别baudbaudhz320010某基带传输系统具有滚降系数为035的升余弦滚降传输特性若系统传输十六进制码元码元速率为1200b求该系统的信息传输速率系统的带宽和频带利用107在数字通信中眼图是用实验的方法观察对系统性能的影响从而对系统的传输特性进行评估和调整
5、数字基带传输系统的组成？
6、什么是码间干扰？它是怎么产生的？
7、无码间干扰的时域、频域条件？ 8、什么是眼图，眼图的作用是什么？ 9、部分响应系统的优点、缺点？
1、已知某信道的截止频率为1600Hz，其
滚降系数为 1
(1)为了得到无干扰的信息接收，系统最
大码元传输速率为多少？
(2)接收机采用什么样的时间间隔抽样，
对输入序列进行预编码是为了防止_________。
频带利用率误码扩散冲激响应尾巴衰减大、收敛快
9、在数字通信系统中，接收端采用均衡器的目的是为了补偿信道特性的不理想，从而减小
_____________，衡量均衡效果的两个准则是 _____________ 。
码间干扰峰值畸变与均方畸变
1、某调制系统如图所示，为了在输出端同时分别

多重反馈二阶有源低通滤波器优化设计与仿真

多重反馈二阶有源低通滤波器优化设计与仿真阎群;李擎;崔家瑞;郭荣庆;颜贻宏【摘要】深入研究多重反馈二阶有源低通滤波器典型电路,提出一种参数优化设计的新方法.设计多重反馈二阶巴特沃斯有源低通滤波器,并用Multisim 13电路仿真软件对其进行仿真分析.仿真结果表明,采用该优化设计方法设计的有源滤波器幅频特性良好、系统稳定可靠、易实现.另外,不同元器件的精度对滤波器特性的影响是不同的,实际应用中可合理选择各元器件精度,在保证质量的前提下降低成本.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2018(041)014【总页数】5页(P14-18)【关键词】多重反馈;低通有源滤波器;巴特沃斯;优化设计;电路仿真;仿真分析【作者】阎群;李擎;崔家瑞;郭荣庆;颜贻宏【作者单位】北京科技大学自动化学院,北京 100083;北京科技大学自动化学院,北京 100083;北京科技大学自动化学院,北京 100083;东湖科技(北京)有限公司,北京 100096;东湖科技(北京)有限公司,北京 100096【正文语种】中文【中图分类】TN713+.8-340 引言滤波器是一种从被噪声畸变或污染了的信号中提取有用原始信号的电路[1-2]。

由运算放大器和电阻、电容构成的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，在通信、信号处理、仪器仪表和自动控制等领域有着广泛的应用[1，3]。

滤波器的设计任务是根据给定的截止频率、通带增益、品质因数等性能指标选定电路拓扑、滤波特性并确定元器件参数[4]。

如何快速有效设计出性能优良或元器件参数易选的通用有源滤波电路，是电路设计者感兴趣的课题，也是制约有源滤波器的瓶颈。

因此，开展有源滤波器的优化设计具有十分重要的理论意义和现实价值。

有源滤波器简单有效的设计方法是查表法[1-3]，但表格的覆盖范围有限，不能满足普遍情况的需要，没有给出必要的理论根据，设计者不明白其取值的根据。

有源滤波器设计范例V3.0双电源电路设计

模拟电路设计实战宝典（侯长波）
【范例 2】设计一低通滤波电路，要求其截止频率 f0 为 10kHz， Q 0.707 ，直流增益
H 0LP =10， f f0 处的衰减速率不低于 40dB/10 频程，截止频率和增益等的误差要求在±
10%以内。
1．首先选择电路形式，根据设计要求确定滤波器的阶数 n 。（1）由衰减速率要求 20 ndB /十倍倍频≥40dB/十倍频程，算出 n = 2。
H
0
LP
wo
K -
1
R2C
R2 R1
图 0 一阶有源低通滤波器原理图
【范例 0】设计一有源低通滤波电路，要求其截止频率 f0 为 10kHz，H 0LP =10， f f0 处
的衰减速率不低于 20dB/10 频程，截止频率和增益等的误差要求在±10%以内。设计步骤：
1．首先选择电路形式，根据设计要求确定滤波器的阶数 n 。（1）由衰减速率要求 20 ndB /十倍倍频≥40dB/十倍频程，算出 n = 1。
模拟电路设计实战宝典（侯长波）
1、等值元件 KRC 电路设计令 R1 R2 R 和 C1 C2 C ，简化上述各式，则
H 0LP
K
1
RB RA
1
wo
RC
1 Q
3 K
得出的设计方程为
1
RC wo
1
ห้องสมุดไป่ตู้
K 3
Q
RB (K 1)RA
由上式可知，H 0LP 值依赖于 Q 值大小。为了将增益从现在的 Aold 降到另一个不同的值 Anew ，应用戴维南定理，用分压器 R1A 和 R1B 取代 R1 ，同时确保 wo 不受替换的影响，需符合下式：

模拟电子技术基础第四版(童诗白)课后标准答案第七章

第7章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A.反相比例运算电路B.同相比例运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路E.加法运算电路F.乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。

(1)欲将正弦波电压移相＋90o，应选用( C )。

(2)欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用( F )。

(3)欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用( E )。

(4)欲实现A u=−100 的放大电路，应选用( A )。

(5)欲将方波电压转换成三角波电压，应选用( C )。

(6)欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用( D )。

二、填空：(1)为了避免50H z电网电压的干扰进入放大器，应选用( 带阻)滤波电路。

(2)已知输入信号的频率为10kH z~12kH z，为了防止干扰信号的混入，应选用( 带通)滤波电路(3)为了获得输入电压中的低频信号，应选用( 低通)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( 有源)滤波电路。

三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k大于零。

试分别求解各电路的运算关系。

(a)(b)图T7.3解：图(a)所示电路为求和运算电路，图(b)所示电路为开方运算电路。

它们的运算表达式分别为：(a) 12413121234()(1)//f I I O f I R u u R u R u R R R R R R =-+++⋅⋅+ 11O O u u dt RC =-⎰(b) '23322144O I O O R R R u u u ku R R R =-⋅=-⋅=-⋅ 2413O I R R u u kR R =⋅习题本章习题中的集成运放均为理想运放。

7.1填空：(1) ( 同相比例 )运算电路可实现A u ＞1 的放大器。

(2) ( 反相比例 )运算电路可实现A u ＜0 的放大器。

(3) ( 微分 )运算电路可将三角波电压转换成方波电压。

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。

有源低通滤波器的实现100KHZ讲解

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。

章信号的运算和处理题解(第四版模电答案)

第七章信号的运算和处理自测题一、现有电路：A. 反相比例运算电路B. 同相比例运算电路C. 积分运算电路D. 微分运算电路E. 加法运算电路F. 乘方运算电路选择一个合适的答案填入空内。

（1）欲将正弦波电压移相＋90O，应选用。

（2）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用。

（3）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用。

（4）欲实现A u＝－100的放大电路，应选用。

（5）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用。

（6）欲将方波电压转换成尖顶波波电压，应选用。

解：（1）C （2）F （3）E （4）A （5）C （6）D二、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）有源三、已知图T7.3所示各电路中的集成运放均为理想运放，模拟乘法器的乘积系数k大于零。

试分别求解各电路的运算关系。

图T7.3解：图（a）所示电路为求和运算电路，图（b）所示电路为开方运算电路。

它们的运算表达式分别为习题本章习题中的集成运放均为理想运放。

7.1填空：（1）运算电路可实现A u＞1的放大器。

（2）运算电路可实现A u＜0的放大器。

（3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。

（4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。

（5）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均小于零。

（6）运算电路可实现函数Y＝aX2。

解：（1）同相比例（2）反相比例（3）微分（4）同相求和（5）反相求和（6）乘方7.2 电路如图P7.2所示，集成运放输出电压的最大幅值为±14V，填表。

图P7.2解：u O1＝(－R f/R) u I＝－10 u I，u O2＝(1+R f/R ) u I＝11 u I。

巴特沃斯滤波器基本原理及相关参数计算(初稿)

Vo ( s ) = Va ( s ) (1+
Vo ( s ) = - Vo ( s ) sR3C1 (1+
Vo ( s ) [1+ sR3C1 (1+
V ( s ) R2 R2 R + sR2C2 + 2 )]= - i ； R1 R3 R1 R1 R2 )]= - Vi ( s ) R2 ； R3
2.积分器
其中，积分器的原理图如下图 2 所示：
图 2 积分器原理图根据运算放大器的“虚短”和“虚断”法则可得：
Vi ( s ) = - Vo ( s ) sC ； R
故积分器的传递函数 H1 ( s ) 为：
H 2 (s) =
Vo ( s ) 1 1 == - H ，其中 H ； Vi ( s ) sRC s RC
；
解之得： R1
2 2 2nf 0 AC1 (2nf 0 AC1 ) 2 16n 2 f 02 A 2 ( A 1)C1 Q 2 8n 2 f 02 A 2 C1 Q
；
2nf 0 AC1 (2nf 0 AC1 ) 2 [1 4( A 1)Q 2 / n] 1 1 4Q 2 ( A 1) / n = ； R1 2 4f 0 AC1Q 8n 2 f 02 A 2 C1 Q
巴特沃斯滤波器的原理与计算
由于二阶巴特沃斯低通滤波器是由 RC 低通级和积分级组成，所以在此先对对有源一阶 RC 低通滤波器、积分器以及两者之间的区别与联系做简要介绍：
1.有源一阶 RC 低通滤波器
其中，有源一阶 RC 低通滤波器的原理图如下图 1 所示：
图 1 有源一阶 RC 低通滤波器原理图根据运算放大器的“虚短”和“虚断”法则可得：