二阶有源带通滤波电路

二阶有源带通滤波电路

二阶有源带通滤波电路是一种常见的电子电路，它能够在一定频

率范围内通过信号，同时阻隔其他频率的信号，常用于音频处理、通

信系统等方面。本文将从以下几个方面详细阐述二阶有源带通滤波电

路的原理、设计和应用。

第一步，阐述有源滤波器的基本原理。有源滤波器是利用运算放

大器的放大作用来实现滤波的电路，因此其具有较高的增益和稳定性，能够在较宽的频率范围内实现滤波，同时还能够通过调整电路参数来

实现所需的滤波特性。基本的有源滤波器包括有源低通滤波器、有源

高通滤波器、有源带通滤波器和有源带阻滤波器。

第二步，讲解二阶有源带通滤波电路的设计。在二阶有源带通滤

波电路中，通常采用两个运算放大器进行级联，构成一个二阶电路结构。在电路的输入端和输出端之间，通过一个带通滤波器来实现所需

的频率范围内的有源增益，同时阻隔其他频率范围的信号。该电路的

设计主要包括电路参数的选择和运算放大器的配置等方面。在参数设

计时需要确保所选参数能够滤除杂波和噪声的同时保持信号的快速响应，同时在运算放大器的配置中要考虑放大器的增益和带宽等特性。

第三步，介绍有源带通滤波器的应用。有源带通滤波器广泛应用

于音频处理、无线通信系统、雷达信号处理等方面。在音频处理中，

可以通过有源带通滤波器来实现音乐合成、均衡器、调音台等功能，

使得音频效果更加优美；在无线通信系统中，有源带通滤波器不仅能

够滤除杂波和噪声，还能够增强所需频段的信号强度，提高系统的信

号传输质量；在雷达信号处理中，有源带通滤波器能够滤除多普勒杂

波和敌我干扰等干扰信号，提高雷达探测和目标识别的准确性。

通过以上三个方面的介绍，我们可以基本了解二阶有源带通滤波

电路的原理、设计和应用。二阶有源带通滤波电路在电子技术领域中

有着广泛的应用，可以有效地滤除杂波、噪声和干扰信号，保持所需

信号的清晰度和稳定性。

二阶RC有源低通-高通-带阻滤波器的设计

电子技术课程设计报告 （二阶RC有源滤波器的设计） 】 ？ 目录 第一章设计任务与要求 (3)

设计任务 (3) 设计要求 (3) 第二章设计方案 (3) 总方案设计 (3) 方案框图 (3) ( 子框图的作用 (3) 方案选择 (4) 第三章设计原理与电路 (6) 单元电路的设计 (6) 原理图设计 (6) 滤波器的传输函数与性能参数 (8) 元件参数的计算 (10) 二阶低通滤波器 (10) [ 二阶高通滤波器 (10) 二阶带通滤波器 (10) 二阶带阻滤波器 (11) 元器件选择 (11) 工作原理 (12) 第四章电路的组装与调试 (12) MultiSim电路图 (13) MultiSim仿真分析 (15) 》 第五章设计总结 (19) 附录 (20) 附录Ⅰ元件清单 (20) 附录Ⅱ Protel原理图 (20) 附录Ⅲ PCB图（正面） (21) 附录Ⅳ PCB图（反面） (22) 参考文献 (23) 】

第一章设计任务与要求 [ 设计任务 1、学习RC有源滤波器的设计方法； 2、由滤波器设计指标计算电路元件参数； 3、设计二阶RC有源滤波器(低通、高通、带通、带阻)； 4、掌握有源滤波器的测试方法； 5、测量有源滤波器的幅频特性。 设计要求 1、分别设计二阶RC低通、高通、带通、带阻滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤； … 2、在multisim里仿真电路，测量并调整静态工作点； 3、测量技术指标参数； 4、测量有源滤波器的幅频特性； 5、写出设计报告。 第二章设计方案 总方案设计 方案框图 {

图 RC有源滤波总框图 ? 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。 2放大器的作用 电路中运用了同相输入运放，其闭环增益 RVF=1+R4/R3同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。 3, 4反馈网络的作用 将输出信号的一部分或全部通过牧电路印象输入端，称为反馈，其中的电路称为反馈网络，反馈网络分为正、负反馈。 方案选择 滤波器在通信测量和控制系统中得到了广泛的应用。一个理想的滤波器应在要求的频（通内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。然而实际的滤波器距此有一定的差异，为此人们采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。

基于Multisim二阶RC有源滤波器的设计

1 前言 1.1 选题依据 滤波器是一种能从杂质信号中过滤出有用信号的的电路。按其电路中使用的是有源元件还是无源元件，滤波器分为无源和有源，有源滤波器的主要构造是RC网络、集成电路、运算放大电路。通常它的体积很小，性能也很好，但是它的增益和输入阻抗很高，这是因为集成运放的输出阻抗很低造成的，所以有源滤波器还具有放大、缓冲的作用。利用有源滤波器可以将有用信号从复杂信号中过滤出来，抑制噪声信号，从而使信噪比得到提高，因而有源滤波器广泛地应用在通信、控制、测量等技术领域中。 本次毕业设计，我是根据自己的兴趣爱好和所学过的专业知识来完成的。 1.2 有源滤波器的发展概况及现状 有源滤波器伴随着集成运放的出现开始发展；在1970年后,人们开始重视有源滤波器的发展。1974年,高频RC有源滤波器可以达到GB/4的工作频率。有源C滤波器由电容和运算放大器构成,其性能仅取决于电容比。从而解决电阻给集成带来的困难,最重要的是过滤精度都得到很大的提高。1978年,滤波器受单片RC有源滤波器的影响，得到了快速地发展]1[。 去掉了电感器后，不仅使滤波器的体积变小了，而且也大大的提高了它的Ｑ值。如今虽然有源滤波器已经在很多方面都得到了广泛的应用，但是关于它的很多方面仍需要进一步的研究和改进，比如：单片集成有待改进；理想运放的实际特性要进一步接近理想值的研究；进一步应用线性变换方法的探索等。故有源滤波器无论是在理论上，还是在实际应用中都需要进一步的研究和发展。

2 总方案设计 2.1 RC有源滤波器的组成 RC有源滤波器最基本的组成部分： 1、RC网络：主要构造为电阻和电容，其作用就是在电路中进行滤波，将有用的信号过滤出来，选取波形。 2、放大器：电路中应用了同相输入运放，其特点是具有高输入阻抗，低输出阻抗，主要应用于前置放大级。 3、反馈网络：把经过放大器输出后的信号再次印象到放大器，并比较前后两次输入的信号，用经过比较后所得的有效输入信号去控制输出的过程叫反馈。反馈网络分为正、负反馈，其框图如图2-1所示： 图2-1 RC有源滤波方框图 2.2 方案选择 在通信测量和控制领域中有源滤波器的应用很广泛。在要求的频带内理想滤波器的增益是均匀而稳定的，而在通带以外则衰减无穷大。然而在实际应用中，滤波器会有一定的衰减，通常只能采用各种函数来逼近滤波器的理想频率特性。 根据给定的技术指标，元器件的个数种类以及电路的形式都可以选定。滤波器的技术指标分为通频带和阻带，通带指标包括通带传输系数、通带边界频率。阻带指标为帯沿的陡变。下面简述滤波器的设计原则： 2.2.1 关于滤波器类型的选择 巴特沃斯滤波器通带内的频率响应曲线几乎平坦，而在阻带内频率响应慢慢衰减，其中一边界角频率先增加后减小，最终趋向负无穷大。在这次设计中，我选择设计的是巴特沃斯二阶有源高通滤波器和巴特沃斯二阶有源低通滤波器]2[。

二阶RC有源滤波器

1. 二阶RC 有源滤波器 滤波器是一种选频电路，在输出信号中保留输入信号中特定频率范围的有用信号，抑制其他频率的干扰信号或无用信号。滤波器的用途非常广泛，在通信、控制、测量等各个领域都有重要的应用，它是电路中不可缺少的功能模块。 最早出现的滤波器是LC 滤波器，其主要优点是噪声低，不用电源，Q 值一般为数百。但在低频时，电感、电容的体积大、重量重、价格高，而且这种滤波器也没法集成。 随着半导体技术的发展，电子设备日益小型化，各种无感滤波器也相继问世，如晶体滤波器、陶瓷滤波器、有源RC 滤波器等。尤其是有源RC 滤波器，它能实现低通、高通、带通、带阻、全通等各种滤波器，最大Q 值可达1000，最高频率可达MHz 量级。 有源滤波器具有尺寸小、重量轻，采用集成电路，价格低、可靠性高，可以提供增益，可与数字电路集成在同一芯片上等优点，因而得到广泛的应用。但有源滤波器的应用也受到以下一些因素的限制：适用频率范围受有源器件带宽的限制，受元件值的容差和漂移的影响较大，灵敏度较高等。 有源RC 滤波器由电阻、电容和有源器件组成，其历史可追溯到20世纪30年代。然而只有在1965年以后，随着集成运算放大器的出现才受到人们的重视并迅速发展起来。从原则上讲，有源RC 滤波器是可集成的，而且也有商品，但从单片集成的观点来看，这种滤波器并不令人满意。原因之一是它需要容量较大的电容，这种电容没法集成到芯片上，而大电阻又占很大的芯片面积。其次，滤波器的特性参数与RC 时间常数有关，而集成电阻和集成电容的精度很差，准确的时间常数很难获得。 1.1 二阶滤波函数 滤波器根据所处理的信号的不同，可分为模拟滤波器和数字滤波器两大类。这里只讨论模拟滤波器，它所处理的是时间连续的模拟信号。 滤波器按频率特性分为：低通（LP ）、高通（HP ）、带通（BP ）、带阻（BR ）和全通（AP ）。 通常滤波器是二端口网络，其网络函数称为传递函数。传递函数的分子、分母都是s 的二次多项式的传递函数称为双二次函数： 120 122a s a s b s b s b )s (D )s (N )s (H ++++== (7−1) 或 2p p p 22z z z 20 s )Q /(s s )Q /(s H )s (H ω+ω+ω+ω+= (7−1') 式中ωp 和ωz 分别称为极点角频率和零点角频率，Q p 和Q z 分别称为极点Q 值和零点Q 值。ωp 和Q p 决定了双二次函数的极点，即 在滤波器设计中常取共轭复数极点，这时有Q p >0.5。在s 平面上，极点与原点之间距离等于ωp ，当ωp 一定时，参数Q p 便决定了极点与j ω轴的距离，从而决定了滤波器的选择性。Q p 值越高，极点距j ω轴越近，滤波器的选择性越好。传递函数分子多项式的系数决定了双二次传递函数的传输零点，进而决定了双二次函数的滤波类型。 一．低通滤波器(Low Pass) 低通滤波器传递函数分母多项式D(s)的次数高于分子多项式N(s)的次数。当分子为常数时称为全极点函数。二阶低通滤波器的传递函数为

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：

二阶有源带通滤波电路

二阶有源带通滤波电路 二阶有源带通滤波电路是一种常见的电子电路，它能够在一定频 率范围内通过信号，同时阻隔其他频率的信号，常用于音频处理、通 信系统等方面。本文将从以下几个方面详细阐述二阶有源带通滤波电 路的原理、设计和应用。 第一步，阐述有源滤波器的基本原理。有源滤波器是利用运算放 大器的放大作用来实现滤波的电路，因此其具有较高的增益和稳定性，能够在较宽的频率范围内实现滤波，同时还能够通过调整电路参数来 实现所需的滤波特性。基本的有源滤波器包括有源低通滤波器、有源 高通滤波器、有源带通滤波器和有源带阻滤波器。 第二步，讲解二阶有源带通滤波电路的设计。在二阶有源带通滤 波电路中，通常采用两个运算放大器进行级联，构成一个二阶电路结构。在电路的输入端和输出端之间，通过一个带通滤波器来实现所需 的频率范围内的有源增益，同时阻隔其他频率范围的信号。该电路的 设计主要包括电路参数的选择和运算放大器的配置等方面。在参数设 计时需要确保所选参数能够滤除杂波和噪声的同时保持信号的快速响应，同时在运算放大器的配置中要考虑放大器的增益和带宽等特性。 第三步，介绍有源带通滤波器的应用。有源带通滤波器广泛应用 于音频处理、无线通信系统、雷达信号处理等方面。在音频处理中， 可以通过有源带通滤波器来实现音乐合成、均衡器、调音台等功能， 使得音频效果更加优美；在无线通信系统中，有源带通滤波器不仅能 够滤除杂波和噪声，还能够增强所需频段的信号强度，提高系统的信 号传输质量；在雷达信号处理中，有源带通滤波器能够滤除多普勒杂 波和敌我干扰等干扰信号，提高雷达探测和目标识别的准确性。 通过以上三个方面的介绍，我们可以基本了解二阶有源带通滤波 电路的原理、设计和应用。二阶有源带通滤波电路在电子技术领域中 有着广泛的应用，可以有效地滤除杂波、噪声和干扰信号，保持所需 信号的清晰度和稳定性。

第四章_滤波电路

第四章 信号滤波 目前在一般测控系统中, RC 有源滤波器,特别是由各种形式一阶与二阶有源滤波电路构成的滤波器应用最为广泛.它们的结构简单,调整方便,也易于集成化,实用电路多采用运算放大器作有源器件,几乎没有负载效应,利用这些简单的一阶与二阶电路级联,也很容易实现复杂的高阶传递函数,在信号处理领域得到广泛应用.由于一阶电路比较简单,也可由RC 无源网络实现,性能不够完善,应用不多,所以本节只介绍压控电压源型、无限增益多路反馈型与双二阶环型这三种常用的二阶有源滤波电路。 4.1压控电压源型滤波电路 u i ) 图4.1 压控电压源滤波电路 图4.1是压控电压源滤波电路基本结构，点划线框内由运算放大器与电阻R 和0R 构成的同相放大器称为压控电压源，压控电压源也可以由任何增益有限的电压放大器实现，如使用理想运算放大器，压控增益R R /1K 0f +=该电路传递函数为 []2 431543212 1)1()()(H Y Y Y K Y Y Y Y Y Y Y Y K s f f +-+++++= 式中51~Y Y ——所在位置元件的复导纳，对于电阻元件i i R Y /1=，对于电容元件 )5~1(==i sC Y i i 。 51~Y Y 选用适当电阻Ｒ、电容Ｃ元件，该电路可构成低通、高通与带通三种二阶有源 滤波电路． １.低通滤波电路 在图4.1中，取1Y 与2Y 为电阻，3Y 与5Y 为电容，4Y =0开路，可构成低通滤波电路，如图4.2a 所示，滤波器的参数为

R R 1K K 0 f p +== 2 1210C C R R 1 = ω 22f 21 10C R K -1R 1R 1C 1+???? ??+= αω 2．高通滤波电路 在图4.1中，取3Y 与5Y 为电阻，1Y 与2Y 为电容，4Y =0开路，可构成高通滤波电路，如图4.2b 所示，该电路相当于图4.2a 低通电路中，电阻R 与电容C 位置互换，滤波参数为 R R K K f 0 p 1+== 2 1210C C R R 1 = ω 11f 21 2 0C R K -1C 1C 1R 1+???? ??+= αω u i ) a ） 1 R ) b ） ) c ） 2 R a ）低通滤波电路 b ）高通滤波电路 c ）带通滤波电路 图4.2 压控电压源型二阶滤波电路

二阶RC有源低通,高通,带阻滤波器的设计

电子技术课程设计报告（二阶RC有源滤波器的设计）

目录 第一章设计任务与要求 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 设计要求 (3) 第二章设计方案 (3) 2.1 总方案设计 (3) 2.1.1 方案框图 (3) 2.1.2 子框图的作用 (3) 2.1.3 方案选择 (4) 第三章设计原理与电路 (6) 3.1 单元电路的设计 (6) 3.1.1 原理图设计 (6) 3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 (8) 3.2 元件参数的计算 (10) 3.2.1 二阶低通滤波器 (10) 3.2.2 二阶高通滤波器 (10) 3.2.3 二阶带通滤波器 (10) 3.2.4 二阶带阻滤波器 (11) 3.2 元器件选择 (11) 3.3 工作原理 (12) 第四章电路的组装与调试 (12) 4.1 MultiSim电路图 (13) 4.2 MultiSim仿真分析 (15) 第五章设计总结 (19) 附录 (20) 附录Ⅰ元件清单 (20) 附录Ⅱ Protel原理图 (20) 附录Ⅲ PCB图（正面） (21) 附录Ⅳ PCB图（反面） (22) 参考文献 (23)

第一章 设计任务与要求 1.1 设计任务 1、学习RC 有源滤波器的设计方法； 2、由滤波器设计指标计算电路元件参数； 3、设计二阶RC 有源滤波器(低通、高通、带通、带阻)； 4、掌握有源滤波器的测试方法； 5、测量有源滤波器的幅频特性。 1.2 设计要求 1、分别设计二阶RC 低通、高通、带通、带阻滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤； 2、在multisim 里仿真电路，测量并调整静态工作点； 3、测量技术指标参数； 4、测量有源滤波器的幅频特性； 5、写出设计报告。 第二章 设计方案 2.1 总方案设计 2.1.1方案框图 图2.1.1 RC 有源滤波总框图 RC 网络 反馈网络 放大器

二阶带通滤波电路

2014-2015 电子电路设计课程说明书学院实验学院 专业电子信息工程 题目 二阶带通滤波器 姓名黄玉欢 学号 13521230 日期2015年7 月21日 指导教师

摘要 此次电子技术课程设计包括数电课设和模电课设两部分，需要自己独立地完成设计、Multisim仿真和硬件连接三个环节。 模拟电路设计：二阶有源带通滤波器，二阶有源带通滤波器采用经典的RC 有源滤波器设计，该设计又称为巴特沃斯滤波器。电路为双电源供电，可完成对于规定中心频率的选择，并保证信号在3db带宽内平稳不失真，且有良好的矩形系数。两个实验均通过了仿真测试和硬件连接测试，基本符合课设的要求。以下是我对两个实验的基本方案、设计原理、元器件的选择、优缺点的比较和仿真结果的介绍。 关键词 带通滤波器、Multisim仿真 I

Abstract The course design by the digital circuit design and analog circuit design composed of，Complete independence to complete the design，Multisim simulation and the experiment three links。 Analog circuit design part， second-order active bandpass filter，and through Multisim software and oscilloscope simulation and performance testing，The output resistor， the center frequency coefficient matrix circuit conditions and performance up to requirements. Two experiments were tested by simulation and laboratory simulation tests， the basic compliance testing requirements. This article describes the Responder and the second-order active band-pass filter and the basic program design principles，component selection，compare the advantages and disadvantages and simulation test results， more comprehensive about the design of this course the content of electronic technology. Keywords Bandpass filter、Multisim Simulation II

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RC 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。 图6 二阶低通电路(LPF)?图7 二阶低通电路幅频特性曲线 （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 （2）二阶低通有源滤波器传递函数 根据图可以写出 通常有，联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数 (3)通带截止频率 将s换成jω，令ω 0＝2πf =1/(RC)可得 当f=fp 时，上式分母的模 解得截止频率： 与理想的二阶波特图相比，在超过f0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→f0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Multisim10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；Multisim10 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。 1 设计分析

带通滤波器的噪声分析

如题所述，本文主要针对二阶带通滤波器进行噪声分析。关键词：二阶高通滤波器热噪声低频噪声散粒噪声宽带噪声一、二阶带通有源滤波器电路简介 已知，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。 如下图示为一二阶带通滤波器电路图 图1 基本电路原理图如上图所示。放大器选择OPA363。图中R、C组成低通网络，C1、R3组成高通网络。 下图为带通滤波器的幅频特性

图2 二阶压控电源带通滤波器就是将低通与高通电路相串联，而构成的带通滤波电路。条件是低通滤波电路的截止脚频率wH大于高通滤波电路的截止角频率wL。因此，上图并不难理解。 设R2=R，R3=2R，则可得带通滤波器的中心角频率W0=1/（RC）。 电路的优点是改变Rf和R1的比例就可改变频宽而不影响中心频率。二、电路噪声分析电路噪声可分为内部噪声与外部噪声。 内部噪声是由电路内部电路元器件其本身固有物理性质所产生的噪声。造成内部噪声的元器件主要有电阻、运算放大器等。 外部噪声是由外界因素对电路中各部分的影响所造成的。一般来说，主要是外界电磁场、接地线不合理和电源等原因造成的。 （一）内部噪声分析 1．热噪声（主要是电阻造成的噪声）：在导体中由于带电粒子热骚动而产生的随机噪声。它存在于所有电子器件和传输介质中。它是温度变化的结果，但不受频率变化的影响。热噪声是在所有频谱中以相同的形态分布，它是不能够消除的。 热噪声是杂乱无章的变化电压。一般来说，热噪声决定了电路的噪声基底。实际电阻器一般被等效为一理想无噪声电阻与噪声电压源相串联的电路，或者一理想无噪声电导和噪声电流源相并联。（见下图）

二阶有源带通滤波器的设计要点

二阶有源带通滤波器的设计要点 1.滤波器类型选择：确定所需的滤波器类型，例如巴特沃斯滤波器、 切尔文斯基滤波器等。每种类型的滤波器都有不同的特性，满足不同的滤 波要求。 2.频率范围选择：确定希望滤波器通过的频率范围，这取决于应用的 需求。可以根据信号的频率分析，选择适合的频率范围。 4.滤波器特性：选择滤波器的增益和增益稳定性要求。对于有源滤波器，可以通过负反馈回路来实现增益调节，并确保稳定性。 5.滤波器的阶数：确定所需的滤波器阶数。二阶滤波器在频率响应和 滤波特性方面通常比一阶滤波器更好。较高阶数的滤波器可以在抑制带内 获得更好的滚降特性。 6.滤波器的增益：确定所需的增益量，以及频率范围内的增益平坦度。增益可以通过有源放大器的放大倍数调节。 7.模拟滤波器设计：根据滤波器类型和阶数，设计滤波器的模拟电路。这通常包括选择合适的运算放大器、电容和电阻值，以及设置反馈网络。 8.有源放大器选择：选择适合的有源放大器来放大输出信号。放大器 的选择取决于所需的增益、频率范围和电源电压等因素。 9.噪声和失真：考虑滤波器的噪声级别和失真程度。噪声和失真可以 通过选择合适的放大器和电路设计来最小化。 10.调试和优化：完成滤波器的原理图和PCB设计后，进行调试和优化。这可能包括电路的频率响应测试、增益平坦度测试和稳定性分析等。

11.参数调整和性能评估：根据实测数据，调整滤波器电路中的元器件数值，以达到所需的滤波特性。通过频率响应和失真分析，评估滤波器的性能。 12.结果验证和应用：验证滤波器的性能是否满足实际应用的要求。如果需要，可以进行进一步的调整和优化。 以上是设计二阶有源带通滤波器的一些要点。设计者应该根据具体的应用需求和电路参数进行适当的调整和优化。

带通滤波器设计报告_2

带通滤波器实验报告 一、设计目标 采用通用运放LM324设计一个二阶有源带通滤波器电路。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。 二、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。实际上，并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。 三、技术要求 1、中心频率处电压增益：1.0 2、中心频率：2KHz 3、频带宽度：1.60—2.40KHz 4、输入信号电压：正弦波有效值Ui≤100mV 5、电源电压：±12V范围内可任选。 四、实验电路图 五.实验multisim仿真及测量步骤

实验波特图 由上图可知实验电路图满足设计要求中心频率为2KHz,截止频率分别为1.635KHz、2.421KHz,基本符合设计要求。 测量方法及步骤 根据电路图连接好电路，直流稳压电源调至±5V，调节函数发生器输入电压为

50mV，通过改变函数发生器的输入频率观察交流毫伏表的变化。所测数据如下：频率电压 2KHz 50mV 1.64KHz 35mV 2.44KHz 35mV 由所测数据可知，中心频率为2KHz,频带宽度为1.64—2.44KHz，与设计要求基本一致，试验成功。 六、元件清单及所用仪器 面包板一个 运算放大器 LM324N 一个 电容 4.7μF 一个 10nF 两个 电阻 40KΩ一个 20KΩ一个 1.72KΩ一个 715Ω一个 实验仪器：函数发生器，直流稳压电源，交流毫伏表。

二阶有源滤波电路

二阶有源滤波电路 二阶有源滤波电路是一种常用于信号处理和电子设备中的滤波器。它由二阶滤波器和有源电路组成，能够对输入信号进行滤波和放大处理，以满足特定的信号处理需求。 二阶滤波器是指具有两个极点的滤波器，可以对不同频率的信号进行不同程度的衰减或放大。它通过改变滤波器的参数来实现不同的滤波效果，如低通滤波、高通滤波、带通滤波等。在二阶滤波器中，常用的电路结构有多种，如RC滤波器、RLC滤波器等。 有源电路是指通过外部电源提供能量的电路，可以对信号进行放大、增益或补偿等处理。有源电路通常由放大器、运算放大器等组成，能够提供电流放大、电压放大等功能，使得滤波器的性能更加优越。二阶有源滤波电路的主要优点在于它具有较高的增益和较好的滤波特性。通过有源电路的放大作用，可以将输入信号放大到合适的幅度，从而提高信号的质量和稳定性。同时，二阶滤波器的二阶特性使得其在滤波效果上更加出色，能够实现更为精确的频率选择和滤波控制。 在实际应用中，二阶有源滤波电路被广泛应用于音频处理、通信系统、无线电设备等领域。例如，在音响系统中，通过二阶有源滤波电路可以实现对不同频率的音频信号的放大和滤波，以达到更好的音质效果。在通信系统中，二阶有源滤波电路可以用于对信号进行

选择性放大和滤波，以提高信号的传输效率和质量。 二阶有源滤波电路的设计和调试需要考虑多个因素，如滤波器的频率响应、放大器的增益和失真等。在设计过程中，需要根据具体的需求选择合适的滤波器类型和电路结构，并进行参数的调整和优化。在调试过程中，需要通过实验和测试来验证电路的性能和滤波效果，并对其进行调整和改进。 总结而言，二阶有源滤波电路是一种常用且重要的信号处理电路。它通过二阶滤波器和有源电路的结合，能够实现对输入信号的滤波和放大处理，以满足特定的信号处理需求。在实际应用中，二阶有源滤波电路具有较高的增益和较好的滤波特性，被广泛应用于音频处理、通信系统、无线电设备等领域。其设计和调试需要考虑多个因素，并通过实验和测试来验证和改进电路的性能。

二阶有源滤波器传递函数

二阶有源滤波器传递函数 二阶有源滤波器是一种常用的信号处理电路，用于对输入信号进行滤波，以满足特定的频率响应要求。它的传递函数描述了输入信号与滤波器输出信号之间的关系。 二阶有源滤波器的传递函数一般可以表示为H(s) = K * (s^2 + a*s + b) / (s^2 + c*s + d)，其中s是复频域变量，K、a、b、c、d是与滤波器的电路参数有关的常数。 传递函数中的分子部分(s^2 + a*s + b)表示滤波器对输入信号的增益特性，而分母部分(s^2 + c*s + d)则表示滤波器对输入信号的相位特性。通过调整滤波器的参数，可以实现不同的频率响应，从而实现对信号的滤波处理。 在二阶有源滤波器中，常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。它们在不同的频率范围内具有不同的特性，可以用于滤除或增强特定频率的信号成分。 低通滤波器具有通过低频信号而抑制高频信号的特性，常用于去除高频噪声或保留低频信号。高通滤波器则具有抑制低频信号而通过高频信号的特性，常用于去除低频噪声或提取高频信号。带通滤波器可以通过一定的频率范围内的信号，常用于信号调理和频率分析。带阻滤波器则可以抑制一定的频率范围内的信号，常用于去除特定频率的干扰信号。

通过调整二阶有源滤波器的参数，可以改变滤波器的频率响应，从而实现对输入信号的精确滤波。例如，可以通过调整滤波器的截止频率来控制滤波器的通带范围。此外，通过调整滤波器的阻尼系数和品质因数等参数，还可以改变滤波器的衰减特性和相位响应。 二阶有源滤波器在实际应用中具有广泛的应用，例如在音频处理、通信系统和仪器仪表等领域。它可以通过滤波器设计和参数调整来满足不同应用的需求，并实现对输入信号的精确处理。 二阶有源滤波器的传递函数描述了滤波器的输入输出关系，通过调整滤波器的参数可以实现对信号的精确滤波。不同类型的滤波器可以满足不同的频率响应要求，广泛应用于各个领域。通过深入理解和应用二阶有源滤波器，可以实现对信号处理的精确控制，提高系统性能和信号质量。

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。尽管有这么多问题，RC有源滤波器的理论和应用仍在持续发展中。 1. 设计技术指标 (1) 设计二阶RC有源低通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fH =20KHz； (2) 设计二阶RC有源高通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fL =2kHz； (3) 设计二阶RC有源带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO =1.24kHz；带宽:Hz-kHz；

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。

二阶巴特沃斯滤波器的分析与实现电路

二阶巴特沃斯滤波器的分析与实现电路 一、二阶巴特沃斯滤波器的分析 1.二阶巴特沃斯滤波器的传递函数 H(s)=K/(s^2+s/Q+1) 其中，s是复频率变量，K是增益系数，Q是品质因数。 2.二阶巴特沃斯滤波器的频率响应 -通带增益：在通带上的频率响应为平坦的，即各个频率上的增益相同，达到最大的增益，同时增益是线性的。 -阻带增益：在阻带上的频率响应有较大的衰减，一般以-20dB/10倍数进行衰减。 -边缘频率：通带和阻带的分界点被称为边缘频率，可以用截止频率表示。 3.品质因数Q的影响 品质因数Q是二阶巴特沃斯滤波器一个重要的参数，它决定了滤波器的响应特性。 -当Q值较大时，滤波器具有较窄的通带和深的阻带，对于截止频率的变化较为敏感。 -当Q值较小时，滤波器具有较宽的通带和浅的阻带，对于截止频率的变化不敏感。 4.构建二阶巴特沃斯滤波器的实现电路

构建二阶巴特沃斯滤波器的实现电路有多种方式，其中比较常见的方式是使用运算放大器和电容、电感等元件构成。 二、二阶巴特沃斯滤波器的实现电路 1.无源滤波器 无源滤波器是利用电容、电感等被动元件构成的滤波器，可以直接用于振荡电路中的滤波。 -RC二阶无源巴特沃斯低通滤波器电路 由两个电阻R和两个电容C构成，电容负载在两个分立性电阻之间。 -RL二阶无源巴特沃斯带通滤波器电路 由两个电阻R和两个电感L构成，电感负载在两个分立性电阻之间。 2.有源滤波器 有源滤波器是利用运算放大器（OP-AMP）和电容、电感等被动元件组成的滤波器，可以增加放大倍数和频率范围。 - Sallen-Key二阶有源巴特沃斯低通滤波器电路 由一个运算放大器、两个电阻R1和R2，两个电容C1和C2构成。 - Sallen-Key二阶有源巴特沃斯带通滤波器电路 由一个运算放大器、两个电阻R1和R2，两个电容C1和C2构成。 以上是两种常见的二阶巴特沃斯滤波器的实现电路示例，实际构建时还需根据具体的需求进行参数调整和电路优化。

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f=f f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；

二阶有源带通滤波器

电子技术课程设计报告 2014-2015 第二学期 北京工业大学 电子技术课程设计报告 题 目 二阶有源带通滤波器 专 业 电子信息工程 学 号 ******** 姓 名 XX 指导教师 XXXX _______

电源滤波器是由电容、电感和电路组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。滤波器在通信技术、测量技术、控制系统等领域有着广泛的应用。由有源器件和电阻、电容构成的滤波器称为RC有源滤波器。滤波器的分类很 多，根据滤波器对信号频率选择通过的区域，可分为低通、高通、带通和带阻等四种滤波器；按使用的滤波元件不同，可分为LC滤波器、RC滤波器、RLC滤波器；有源滤波器还分为一阶、二阶和高阶滤波器，阶数越高，滤波电路幅频特性过渡带内曲线越陡，形状越接近理想。 本实验设计了二阶RC有源带通滤波器，并利用Multisim12.0对实验进行仿真演示，列 出了具体的分析与设计方法。 En glish abstract The power filter is composed of capacitor, i nductor and circuit filter circuit. The filter can be outside the power line frequency specific frequency or the freque ncy of freque ncy were effectively filter, a specific freque ncy power signal, or remove a specific frequency power 1signals. Filter in com muni catio n tech no logy, measureme nt tech no logy, con trol systems and other fields have a wide range of applications. A filter called RCactive filter, which is composed of an active device and a resistor and a capacitor. The classification of the filter, according to filter the signal frequency selection through a regi on can be divided into low pass, high pass, band pass and band stop and other four kinds of filter; according to the different use of the filter element can be divided into LC filters, RC filter and RLC filter; active power filter is first order, second order and higher order filter, the higher order, filter circuit amplitude frequency characteristic transition zone curve is steeper, the shape is more close to the ideal. In this experiment, the two order RC active band pass filter is designed, and the Multisim12.0 is used to carry out the simulatio n dem on strati on, and the specific an alysis and desig n method are listed.