一阶低通滤波器
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流源 iO，即 iO=AgvI，Ag 的量纲为电导，它是输出电流与输入电压之比，故称 跨导.由于电流放大型具有驱动能力强、工作频率高、工作频带宽等特点，所以 选择此运放如图 1 所示。 2.二阶低通滤波部分
低通滤波是指低频率的信号能通过而高频率的信号不可以通过。二阶低通
滤波电路可分为有源滤波和无源滤波。
Hz
）Hz
KHz
KHz
）KHz
C (20~10)F （10~0.1） （0.1~0.01 （ 104~103 （ 103~102 （102~10）
uF
）uF
）pF
）pF
pF
四、单元单路设计
1.集成运算放大器部分. 集成运放主要是用来实现电压，电流等信号的放大的。 按工作原理分类 :
可分为电压，电流和跨导三种类型。 1.电压放大型: 实现电压放大，输出回路等效成由电压 vI 控制的电压源. 2.电流放大型: 实现电流放大，输出回路等效成由电流 iI 控制的电流源. 3.跨导型: 将输入电压转换成输出电流，输出回路等效成由电压 vI 控制的电
一． 正反馈：能是输入信号增强为正反馈。可增大增益。 二． 负反馈：能使输入信号减弱的为负反馈。 虽然负反馈具有能提高放大器增益的稳定性，使放大器的通频带展宽，减 少放大器的失真.和提高放大器的信噪比等优点，.但此中的反馈是为了使电压放 大倍数增大，来使接近于 f0 的频段，幅频特性将得到补偿，而不会下降很快，所 以选用如图三所示的正反馈。
三、设计方案：
所谓低通滤波器(LPS：low pass filter)是允许低频讯号通过，而不允许高 频讯号通过的滤波器。
如下图1二阶低通滤波器主要包括： 1.集成运算放大器部分：简称集成运放，是具有高放大倍数的集成电路。它 的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部 分。输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发 射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输 出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。 2.低通滤波网络：滤波电路的作用实质是“选频”，而低通滤波器则是指低 频信号能够通过高频信号不能通过的滤波器 。 3.反馈网络：将电路输出端的信号一部分或者全部通过某种路径引回到输入 端。
滤波器的级数主要根据对带外衰减特殊性的要求来确定。每一阶低通或
高通电路可获得-6dB 每倍频程（-20dB 每十倍频程）的衰减，每二阶低通或高
通电路可获得-12dB 每倍频程（-40dB 每十倍频程）的衰减。
3.元器件的选择
一般设计滤波器时都要给定截止频率 fc (ωc)带内增益 Av，以及品质因
数 Q（二阶低通或高通一般为 0.707）。在设计时经常出现待确定其值的元件
1. 有源滤波：原理上讲，有源滤波器可以达到很高的 Q 值，有源滤波自身
就是谐波源。其依靠电力电子装置，在检测到系统谐波的同时产源自文库一组和系统幅
值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。 有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率。其优点是反映动作迅 速，滤除谐波可达到 95％以上，补偿无功细致。原理上讲，有源滤波器可以达 到很高的 Q 值。
2. 无源滤波：虽然无源滤波具有成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量 大的优点，但是它的谐波滤除率一般只有 80％，对基波的无功补偿也是一定的。 而且放大倍数也较低，带负载能力也较差。所以我选择如图二所示的二阶低通有 源滤波。
三．反馈部分 反馈就是指将放大电路的输出量或输出量的一部分，通过一定的方式，反送 到放大电路的输入回路中去。根据反馈的极性不同可以分为正，负反馈两种。
五、实验参数：
截止频率：1
六、元器件的选择：
名称
代号
规格型号
数量
集成运放
U1
HA-2389
1
电阻
R1 R2 R3
1.6K
3
电容
C1 C2
1000PF
2
电阻
R4
1.59K
1
七、实验仿真图如图：
备注 电流型
图4
图1
图2电路组成
图3 响应曲线
通过对二阶低通滤波器的了解，设计一个二阶低通滤波器主要考虑以下几 点：
1.滤波器的选择
一阶滤波器电路最简单，但带外传输系数衰减慢，一般在对带外衰减性
要求不高的场合下选用。无限增益多环反馈型滤波器的特性对参数变化比较敏
感，在这点上它不如压控电压源型二阶滤波器。
2.级数的选择
电子电路设计实践
设计题目：
二阶低通滤波器设计
系别： 电气工程学院 专业： 电气工程及其自动化
班级： 2011 级 1 班 姓名：
学号：
指导教师：
时间：
2013 年 3 月 24 日
绥化学院电气工程学院
二阶低通滤波器设计
姓名： 学号： 班级：
一．设计任务
二阶低通滤波器
二．具体要求
截止频率为 2khz
数目多于限制元件取值的参数之数目，因此有许多个元件均可满足给定的要
求，这就需要设计者自行选定某些元件值。一般从选定电容器入手，因为电容
标称值的分档较少，电容难配，而电阻易配，可根据工作频率范围按照表 1.1.3
初选电容值。
表 1.1.3 滤波器工作频率与滤波电容取值的对应关系
f (1~10)Hz （10~102） （ 102~103 （ 1~10 ） （10~103） （ 102~103
低通滤波是指低频率的信号能通过而高频率的信号不可以通过。二阶低通
滤波电路可分为有源滤波和无源滤波。
Hz
）Hz
KHz
KHz
）KHz
C (20~10)F （10~0.1） （0.1~0.01 （ 104~103 （ 103~102 （102~10）
uF
）uF
）pF
）pF
pF
四、单元单路设计
1.集成运算放大器部分. 集成运放主要是用来实现电压，电流等信号的放大的。 按工作原理分类 :
可分为电压，电流和跨导三种类型。 1.电压放大型: 实现电压放大，输出回路等效成由电压 vI 控制的电压源. 2.电流放大型: 实现电流放大，输出回路等效成由电流 iI 控制的电流源. 3.跨导型: 将输入电压转换成输出电流，输出回路等效成由电压 vI 控制的电
一． 正反馈：能是输入信号增强为正反馈。可增大增益。 二． 负反馈：能使输入信号减弱的为负反馈。 虽然负反馈具有能提高放大器增益的稳定性，使放大器的通频带展宽，减 少放大器的失真.和提高放大器的信噪比等优点，.但此中的反馈是为了使电压放 大倍数增大，来使接近于 f0 的频段，幅频特性将得到补偿，而不会下降很快，所 以选用如图三所示的正反馈。
三、设计方案：
所谓低通滤波器(LPS：low pass filter)是允许低频讯号通过，而不允许高 频讯号通过的滤波器。
如下图1二阶低通滤波器主要包括： 1.集成运算放大器部分：简称集成运放，是具有高放大倍数的集成电路。它 的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部 分。输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发 射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输 出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。 2.低通滤波网络：滤波电路的作用实质是“选频”，而低通滤波器则是指低 频信号能够通过高频信号不能通过的滤波器 。 3.反馈网络：将电路输出端的信号一部分或者全部通过某种路径引回到输入 端。
滤波器的级数主要根据对带外衰减特殊性的要求来确定。每一阶低通或
高通电路可获得-6dB 每倍频程（-20dB 每十倍频程）的衰减，每二阶低通或高
通电路可获得-12dB 每倍频程（-40dB 每十倍频程）的衰减。
3.元器件的选择
一般设计滤波器时都要给定截止频率 fc (ωc)带内增益 Av，以及品质因
数 Q（二阶低通或高通一般为 0.707）。在设计时经常出现待确定其值的元件
1. 有源滤波：原理上讲，有源滤波器可以达到很高的 Q 值，有源滤波自身
就是谐波源。其依靠电力电子装置，在检测到系统谐波的同时产源自文库一组和系统幅
值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。 有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率。其优点是反映动作迅 速，滤除谐波可达到 95％以上，补偿无功细致。原理上讲，有源滤波器可以达 到很高的 Q 值。
2. 无源滤波：虽然无源滤波具有成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量 大的优点，但是它的谐波滤除率一般只有 80％，对基波的无功补偿也是一定的。 而且放大倍数也较低，带负载能力也较差。所以我选择如图二所示的二阶低通有 源滤波。
三．反馈部分 反馈就是指将放大电路的输出量或输出量的一部分，通过一定的方式，反送 到放大电路的输入回路中去。根据反馈的极性不同可以分为正，负反馈两种。
五、实验参数：
截止频率：1
六、元器件的选择：
名称
代号
规格型号
数量
集成运放
U1
HA-2389
1
电阻
R1 R2 R3
1.6K
3
电容
C1 C2
1000PF
2
电阻
R4
1.59K
1
七、实验仿真图如图：
备注 电流型
图4
图1
图2电路组成
图3 响应曲线
通过对二阶低通滤波器的了解，设计一个二阶低通滤波器主要考虑以下几 点：
1.滤波器的选择
一阶滤波器电路最简单，但带外传输系数衰减慢，一般在对带外衰减性
要求不高的场合下选用。无限增益多环反馈型滤波器的特性对参数变化比较敏
感，在这点上它不如压控电压源型二阶滤波器。
2.级数的选择
电子电路设计实践
设计题目：
二阶低通滤波器设计
系别： 电气工程学院 专业： 电气工程及其自动化
班级： 2011 级 1 班 姓名：
学号：
指导教师：
时间：
2013 年 3 月 24 日
绥化学院电气工程学院
二阶低通滤波器设计
姓名： 学号： 班级：
一．设计任务
二阶低通滤波器
二．具体要求
截止频率为 2khz
数目多于限制元件取值的参数之数目，因此有许多个元件均可满足给定的要
求，这就需要设计者自行选定某些元件值。一般从选定电容器入手，因为电容
标称值的分档较少，电容难配，而电阻易配，可根据工作频率范围按照表 1.1.3
初选电容值。
表 1.1.3 滤波器工作频率与滤波电容取值的对应关系
f (1~10)Hz （10~102） （ 102~103 （ 1~10 ） （10~103） （ 102~103