2021年低通滤波器设计实验报告

低通滤波器设计

一、

欧阳光明（2021.03.07）

二、设计目的

1、学习对二阶有源RC 滤波器电路的设计与分析；

2、练习使用软件ORCAD （PISPICE ）绘制滤波电路；

3、掌握在ORCAD （PISPICE ）中仿真观察滤波电路的幅频特性与相频特性曲线 。

二、设计指标

1、设计低通滤波器截止频率为W=2*10^5rad/s;

2、品质因数Q=1/2;

三、设计步骤

1、考虑到原件分散性对整个电路灵敏度的影响，我们选择

R1=R2=R,C1=C2=C ，来减少原件分散性带来的问题；

2、考虑到电容种类比较少，我们先选择电容的值，选择电容

C=1nF;

3、由给定的Wp 值,求出R 12121C C R R Wp ==RC

1=2*10^5 解得：R=5K ῼ

4、根据给定的Q ，求解K Q=2121C C R R /K)RC -(1+r2)C1+(R1=K

-31

1=1.286

解得：K=3-

Q

5、根据求出K值，确定Ra与Rb的值

Ra=2

K=1+

Rb

Ra=Rb

这里取 Ra=Rb=10Kῼ;

四、电路仿真

1、电路仿真图：

2、低通滤波器幅频特性曲线

3、低通滤波器相频特性曲线

注：改变电容的值：当C1=C2=C=10nF时

低通滤波器幅频特性曲线

低通滤波器相频特性曲线

五、参数分析

1、从幅频特性图看出：该低通滤波器的截止频率大约33KHz,

而我们指标要求设计截止频率

f= Wp/2¶=31.847KHz

存在明显误差；

2、从幅频特性曲线看出，在截至频率附近出现凸起情况,这是二阶滤波器所特有的特性；

3、从相频特性曲线看出，该低通滤波器的相频特性相比比较好。

4、改变电容电阻的值，发现幅频特性曲线稍有不同，因此，我们在设计高精度低误差的滤波器时一定要注意原件参数的选择。

六、设计心得:

通过对给定参数指标的地滤波器的仿真设计，一方面学会了在PISPICE下绘制电路以及对电路的仿真，由于其他各种滤波器都是由低通滤波器变换而来，所以选择最基础的低通滤波器来设计。在这里，滤波器的设计是按照BUTTERWORTH来设计，通过此次设计，可以对BUTTERWORTH型滤波器的设计步骤以及最终电路的归一化有了一定的掌握。