二阶有源高通滤波器的设计
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。
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。
(完整版)二阶有源带通滤波器设计及参数计算
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。
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。
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。
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。
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。
二阶高通滤波器(共7张PPT)
设图3.4.1中，Y1＝SC1， Y2＝R1， Y3＝0， Y4＝ SC2，Y5＝R2，将它们代入式〔3.4.5〕，可得到二阶 压控电压源高通滤波器的传递函数如下:
A (S ) U U O i((S S ))S 2S R 1 C 1 〔 R 31 R C .1 5R 22 . C 1A R 1 〕C U 2 C 2 s 2 2 F (1 A U)F R 1 R 2 1 C 1 C 2
令
AO
AUF1
Rb Ra
n
1 R1R2C1C2
Q
R1R2C1C2
C1R1C2R1R2C2(1AUF )
式 其那（ 中么3ω有.n5为A.2(S特）)征为U U 角二((频阶sS))率高通，S 滤而波A QQ则S器S称传为递等函效数品的质典（因型3数.5表。.2达）式。 一利22启1其55一512225〔1251启2（5〔（22一1二 〕 〕 〕中 二 〕 中 〕 中 〕 二一一一一一一一一个用动中个3动333个阶，，， ，阶，.，，，.，..阶阶阶阶阶阶阶阶阶二 A仿 ω二 仿 二有可可可 Y有可Y可Y可有Cn有 有有有有有有有阶真阶真阶111为源得得得 源得得得源A＝＝＝源 源源源源源源源压，压，压n特高到到到 高到到到高SSS低 低低低低低低低a控点控点控征lCCC通二二二 通二二二通y通 通通通通通通通电击电击电s111角滤阶阶阶 滤阶阶阶滤i，，，s滤 滤滤滤滤滤滤滤压波压波压〔频波压压压 波压压压波波 波波波波波波波YYY源特源特源交率器控控控 器控控控器222器 器器器器器器器高图高图高＝＝＝流，特 电 电 电特 电 电 电 特的 的的的的的的的通仪通仪通RRR分而性压压压 性压压压性AAAAAAAA111滤，滤，滤析Q，，，CCCCCCCC源源源 分源源源波可波可波则〕AAAAAAAA高高高 析高高高YYY器以器以器nnnnnnnn称可333通通通 通通通aaaaaaaa＝＝＝电看电看电为llllllll以yyyyyyyy滤滤滤 滤滤滤000ssssssss路见路见路等分iiiiiiii，，，波波波 波波波ssssssss如二如二如效〔 〔〔〔〔〔〔〔析器器器 器器器YYY图阶图阶图品交 交交交交交交交二444的的的 的的的＝＝＝压压333质流 流流流流流流流阶传传传 传传传... SSS控控因分 分分分分分分分压递递递 递递递CCCO 电电数析 析析析析析析析控i222函函函 函函函，，，压压。〕 〕〕〕〕〕〕〕电数数数 数数数YYY源源分 分分分分分分分压如如如 如如如555高高＝＝＝析 析析析析析析析源下下下 下下下通通RRR步 步步步步步步步高::::::222滤滤骤 骤骤骤骤骤骤骤通，，，波波。 。。。。。。。滤将将将器器2波它它它的的器们们们幅幅电代代代频频路入入入O 特特n的式式式性性频〔〔〔如如2率333...图图特33性.. 如n2图3.
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。
二阶有源高通滤波器的设计报告三
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=10KHz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：七、实验总结本次课程设计让我们了解了滤波器的工作原理以及分类，也让我们熟悉了函数发生器与示波器的操作，熟悉并学会选用电子元器件，对理论知识有了更深刻的理解。
二阶有源滤波器设计实验报告
二阶有源滤波器设计实验报告
实验目的
本实验旨在设计一个二阶有源滤波器，来缓冲它接收到的模拟信号，从而实现滤掉信
号中较高频成分。
并通过特定谐波衰减来实现幅度音量调节。
实验内容
本实验分为2个部分。
首先，设计一个二阶有源滤波器，并在电路模拟器中进行模拟。
其次，利用仿真结果调参，达到滤波器的谐波衰减要求。
实验原理
二阶有源滤波器是利用两个放大器阶段，一个RC网络和滤波电路设计的。
它由高通
滤波器和低通滤波器组成，可以对有限模拟信号进行滤波和幅度音量调节。
实验工具准备
本次实验使用的仪器主要有：模拟电路调试器、数字多用途万用表、万孔测试插座等。
实验结果
在实验中得到的结果是，二阶有源滤波器输出的模拟滤波信号与输入信号的形式基本
相同，但是谐波衰减情况明显改善，衰减幅度为27db，达到了预期设计要求。
实验结论
本次实验成功运用电路模拟器模拟了二阶有源滤波器的工作原理，并且达到了滤波效
果的预期要求。
本实验的结果有助于理解二阶有源滤波器的工作原理，掌握该滤波器的应
用原理，为更复杂滤波器的设计规划打下基础。
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。
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见的滤波器，具有多种应用，比如数据采集信号的模拟过滤、音响领域的高通滤波器或电子系统的功率分配等。
它的设计主要分为四步：1、确定参数。
根据需求，先确定滤波器的截止频率和输出阻抗大小等参数。
2、计算阻抗和电容电感。
使用滤波器公式计算出阻抗和电容电感的实际值。
3、设计电路。
根据计算的参数确定电
路的结构，采用标准元件即可完成，比如把电容电感扰磁接串等。
除此之外，设计二阶
高通滤波器还应该注意的是，设计的电路结构要求滤波器增益满足要求，避免滤波器出现
偏离时延一定范围内的情况，并且要确保滤波器不会受到外部环境干扰，保证系统正常运行。
总之，设计二阶高通滤波器需要按照步骤交替完成，确定参数、计算阻抗和电容电感
以及设计电路等，要注意按照规定确定电路结构，确保增益达到标准，并确保系统克服来
自外部环境的干扰，保证系统正常工作。
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模拟电子技术课程设计报告书
课题名称 二阶有源高通滤波器的设计
姓 名 *** 学 号 ****
院、系、部
通信与电子工程学院
※※※※※※※※※ ※※
※※ ※
※
2011级通信工程
模拟电子技术课程设计
专业**** 指导教师***
2012年12 月21 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）掌握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其幅频特性和相频特性的测试方法。
2 设计思路
设计一个下限截止频率为20kHz的二阶有源高通电路：
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 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 总体框图 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20KHz 的信号可以通过，而信号低于20KHz 的信号衰减。
由输出量与输入量之比为传递函数
即2
22)(c
c
VF s Q
s S A s A ωω++
=
式中RC c 1
=ω VF
A Q -=
31
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
C1 图2二阶高通滤波器的理想物理模型
（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。
二阶有源高通滤波电路：
a.通带增益
11R R A f vp +
=
b.传递函数
2
2)
()3(1)()(sCR sCR A A sCR s A vp vp
v +-+=
c.频率响应 令CR f π210=
)
3(1
vp A Q -= 则可得出频响表达式
f
f Q j f f A A vp
r 020)1()(
1+-=
(3)参数计算
电容器1C 、2C 的容量应在纳法数量级上，电阻的阻值应在几百千欧以内。
现选择电容大小C 1=C 2=5nF ，则根据公式可得：
R=R=1/（2*π*f L *C ）=1/(2*3.14*20000*0.000000005)=1.59千欧，选择电阻 1.66千欧.与计算值有一点误差，所以，可能导致截止频率比20KHz 稍有偏差。
所以选择： R=R=1.66千欧，C 1=C 2=5nF ，R f =5千欧，R 1=10千欧， 则：A 0=1+R f /R 1=1.5
（符合up A <3,能稳定工作）
4 仿真与结果
(1)组装二阶有源滤波电路。
其中R=R=1.66千欧 R f =5千欧，
R 1=10千欧
C=C1=C2=5nF (2)仿真电路图如图3
C1
5nF
C2
5nF
R
1.66kΩ
R0
1.66kΩ
Rf
5kΩ
R1
10kΩ
XBP1
IN OUT
XFG1
VDD
15V
XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_+_
U1
OPAMP_5T_VIRTUAL
VCC
-15V
图3仿真电路图
（3）波特仪显示结果如图4所示
图4仿真结果
由图4可知，此电路对20KHz以下的信号具有一定的过滤作用，对20kHz以上的信号可以完全通过。
此外，由于受运放增益带宽积为有限值的影响，高通滤波器的幅频响应有所下降。
（4）输入信号为30kHz，10V时示波器显示结果如图5所示
图5输入信号为30kHz，10V时示波器显示结果(5)当输入信号为100Hz，10V时示波器显示结果如图6所示
图6 输入信号为100Hz，10V时示波器显示结果
根据图5和图6的对比可知，此电路对20KHz以上的信号可以通过，对20KHz 以下的信号具有一定的抑制作用。
5主要仪器与设备
函数信号发生器一个。
两个5nf 的电容。
两个1.66千欧的电阻，一个5千欧的电阻，一个10千欧的电阻。
运算放大器一个。
示波器一个。
波特仪一个。
6设计体会与建议
6.1设计体会
本次课程设计让我们了解了滤波器的工作原理以及分类，也让我们熟悉了函数发生器与示波器，接触并学会用Multisim10.0进行仿真，强化了我对解决实际电路设计问题。
培养了我们独立思考、认识问题、解决问题的能力。
这次课程设计，第一次接触Multisim10.0,这使我在这次设计中遇到的难题层出不穷，明白了理论与实际的差距，，让我感觉到了自己各方面知识的匮乏以及经验的不足，明白在以后的学习中，要注意理论与实际的结合，勤于动手。
6.2对设计的建议
这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。
在我们初次接触课程设计的时候，由于是第一次接触，老师就是我们的引路人，老师的指导让我们能够有一个明确的目的和方向，从而效率就能够得到提高，这样我们就会有更充足的时间去学习其
他知识，让自己的知识面更广泛。
当然空洞的理论是永远也比不上实际技能的掌握的，让我们自己去解决问题，能更好的培养自己独立思考的能力。
不过，还是希望老师您能给我们多一点建议，让我们学到的知识更多，更丰富，这对我们今后的工作也将会有莫大的帮助，在此谢谢老师！
参考文献
[1] 康华光主编. 电子技术基础模拟部分（第五版）[M]. 北京：高等教育出版社,2011.
[2] 童诗白华成英主编.模拟电子技术基础-第三版[M].高等教育出版社,2001.
[3] 崔玮主编.电路原理图与电路板设计教程[M].北京：海洋出版社,2004.。