课程设计--二阶低通滤波器电路设计及分析
课程设计-低通滤波器设计
课程设计-低通滤波器设计(总10页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除2010/2011学年第 2 学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：课程设计题目：低通滤波器设计起迄日期： 6 月 13 日～6月 24日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2011 年 6 月12 日课程设计任务书课程设计任务书目录1 设计目的及要 (5)1.1设计目的 (5)1.2设计内容和要求 (5)2 设计原理 (5)2.1 FIR滤波器 (5)2.2窗函数 (6)2.3矩形窗 (7)3 设计过程 (8)3.1 设计流程图 (8)3.2 产生原始信号并分析频谱 (8)3.3 使用矩形窗设计不同特性的数字滤波器 (10)3.4 信号滤波处理 (11)4 实验结果及分析 (12)5 课程设计心得体会 (12)6 参考文献 (13)附录： (14)低通滤波器的设计1 设计目的及要求1.1设计目的设计一种低通滤波器并对信号进行滤波。
低通滤波器的作用是滤去信号中的中频和高频成分，增强低频成分。
要求做到:1.了解MATLAB的信号处理技术；2.使用MATLAB设计低通滤波器，掌握其滤波处理技术；3.对滤波前和滤波后的波形进行时域和频域比较。
1.2设计内容和要求1.熟悉有关采样，频谱分析的理论知识，对信号作频谱分析；2.熟悉有关滤波器设计理论知识，选择合适的滤波器技术指标，设计低通滤波器对信号进行滤波，对比分析滤波前后信号的频谱；3.实现信号频谱分析和滤波等有关MATLAB函数；2设计原理本次课程设计，我们主要是基于矩形窗的FIR滤波器来设计一个低通滤波器。
2.1 FIR滤波器FIR滤波器即有限抽样响应因果系统，其单位抽样响应h(n)是有限长的；极点皆位于z=0处；结构上不存在输出到输入的反馈，是非递归型的。
其系统函数表示为：普通的FIR滤波器系统的差分方程为：式中：N为FIR滤波器的抽头数；x(n)为第n时刻的输入样本；h(i)为FIR滤波器第i级抽头系数。
二阶压控型低通、高通、带通、带阻滤波器的设计.
东北石油大学课程设计课程电子线路综合课程设计题目有源滤波器设计院系电子科学学院专业班级电子信息工程14-3学生姓名陈忠昕学生学号140901140308指导教师韩建2016年7月14日东北石油大学课程设计任务书课程电子线路综合课程设计题目有源滤波器设计专业电子信息工程14-3 忠昕学号8主要容、基本要求、主要参考资料等主要容：利用运算放大器组成有源低通、高通、带通、带阻滤波器。
基本要求：1. 通频带自定义；2. 测量设计的有源滤波器的幅频特性；3. 选用通用运算放大器，运放的开环增益应在80dB以上；4. 采用Multisim软件进行仿真，验证和完善设计方案；5. 按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。
主要参考资料：[1] 童诗白. 模拟电子技术基础(第四版)[M]. ：高等教育，2006.[2] 明义. 电子技术课程设计实用教程(第3版) [M]. ：中南大学，2010.[3] 程春雨. 模拟电子技术实验与课程设计[M]. ：电子工业，2016.完成期限2016年7月14日指导教师专业负责人2016 年7 月5 日一、任务技术指标1. 二阶压控型有源低通滤波器（LPF ）设计一个二阶压控型有源低通滤波器，要求特征频率f 0=100kHz ，Q=1；2. 二阶压控型有源高通滤波器（HPF ）设计一个二阶压控型有源高通滤波器，要求特征频率f 0=100Hz ，Q=1；3. 二阶压控型有源带通滤波器（BPF ）设计一个二阶压控型有源带通滤波器，要求中心频率为f 0=5KHz ，Q=2；4. 二阶压控型有源带阻滤波器设计一个二阶压控型有源带阻滤波器，要求中心频率为f 0=100Hz ，Q=2；二、总体设计思想设计滤波电路实现，让指定频段的信号能比较顺利地通过，而对其他频段信号起衰减作用。
如低通滤波电路能使低频信号顺利通过，而使高频信号受到抑制。
常见的无源滤波有RC 滤波，但RC 滤波电路中的电阻会消耗信号能量，所以我们用放大电路和RC 网络组成有源滤波电路，以提高滤波性能。
二阶低通滤波器
课程设计说明书课程设计题目：有源二阶低通滤波器学院名称：信息工程学院专业：通信工程姓名：班级学号：同组人：指导老师：黄丽贞信息工程学院2010 年3月13 日课程设计任务书I、课程设计题目：有源二阶低通滤波器II、课程设计技术要求及主要元器件：〖基本要求〗：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=2KHz；3)增益A vp＝2 ；〖主要参考元器〗：UA741CD芯片；III、电子专业课程设计工作内容及进度安排：第一周查阅资料，确定方案，Multisim仿真第二周设计制作，电路调试，撰写报告Ⅳ、主要参考资料：［1］童诗白.模拟电子技术基础（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006[2] 谢自美.电子线路综合设计(第一版) [M].武汉：华中科技大学出版社，2006[3] 沈小丰，余琼蓉.电子线路实验——模拟电路基础[M].北京：上清华大学出版社，2005摘要在现代的电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛。
在我们日常生活中，几乎所有的电子部件都有使用滤波器，而且滤波器的优劣将直接决定电子产品的优劣。
鉴于滤波器与人们的生活息息相关，本文研究的对象正是一个二阶有源低通滤波器（巴特沃思响应）。
该电路主要采用了uA741运放，并且在一阶的基础上增加一节RC网络，加大幅频特性衰减斜率，以达到在给定的频段内，让信号无衰减地通过电路，而通带外的其他信号将受到很大的衰减；从而提高滤波效果。
本设计运用uA741和RC选频网络实现了信号频率在给定的范围内通过，也在一定程度上提高了滤波效果。
关键字：二阶、频率衰减、滤波目录前言 (1)第一章二阶低通滤波器的设计要求 (2)1.1设计任务及要求 (2)第二章电路设计原理及方案 (3)2.1二阶有源低通滤波器的特点 (3)2.2设计原理 (4)2.3设计方案 (6)2.3.1芯片选择 (6)2.3.2二阶低通滤波器电路 (8)第三章滤波电路的详细设计 (9)3.1二阶有源低通滤波器的理论分析 (9)3.1.1频率特性 (9)3.1.2通带电压放大倍数AUP (9)3.2二阶低通滤波器的理论计算 (9)3.3用Mutisim仿真 (12)第四章电路的焊接与调试 (14)4.1电路的安装 (14)4.2电路的调试 (14)实验结论 (15)第五章设计心得和体会 (16)参考文献 (17)附录一 (18)附录二 (19)前言随着社会文明的进步和科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域中占有不可或缺的核心地位。
二阶有源低通滤波器的设计
课程设计说明书课程设计名称：低频电子课程设计课程设计题目：二阶有源低通滤波器的设计学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程学院班级：090111 学号：09041132 姓名：评分：教师：201 1 年 3 月 4 日摘要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和无限增益二阶低通滤波器是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。
分别用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，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参量等进行了仿真分析，仿真结果要与理论设计一致，为设计成功提供依据。
关键词二阶有源低通滤波器；压控；无限增益；仿真分析；《模拟电路》课程设计任务书20 10 －20 11 学年第2 学期第1 周－2 周题目二阶带通滤波器的设计内容及要求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、中心频率f O=2KHz；2、增益A V＝2；4、品质因数Q＝0.707进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 1天；2. 领元器件、制作、焊接：1天3．调试： 1天4. 验收：0.5天学生姓名：张超指导时间2011年2月21日～2011年3月4日指导地点：E 楼607 室任务完成2011 年3 月 4 日任务下达20 11 年 2 月21日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师李翔文万在红系（部）主任陈琼目录第一章设计任务与要求 (5)第二章方案设计与选择 (6)2.1方案一：一阶有源低通滤波器电路 (6)2.2方案二：压控电压源二阶低通滤波电路 (6)2.3方案三：三阶压控电压源低通滤波器 (7)2.4方案四：无限增益多路反馈低通滤波电路 (8)第三章单元电路设计与参数计算.. 103.1 功能电路部分电路设计以及参数计算: (10)3.11压控电压源二阶低通滤波电路 (10)3.12无限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (11)第四章安装与调试 (12)4.1 安装 (12)4.2 调试步骤 (12)4.21压控电压源二阶低通滤波电路 (12)4.22无限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (13)第五章性能测试与分析 (16)5.1．二阶低通滤波电路的测试及分析： (16)5.11仿真测试的数据 (16)5.3．误差分析： (17)第六章结论与心得 (18)参考文献 (19)附录一芯片管脚 (20)附录二原件清单 (21)附录三总原理电路图 (22)1压控电压源二阶低通滤波电路 (22)2限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (22)附录四作品实物图 (23)第一章设计任务与要求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中心频率f O=2Hz；3增益A V＝ 24品质因数Q＝0.707第二章方案设计与选择由设计任务与要求可知，本实验设计功能电路部分要求分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计，所以在焊接电路板时，要将两种设计方法的电路板都焊接出来，且其参数设计要符合：截至f=2000Hz，增益Av= 2和品质因c数Q三个条件。
二阶有源低通滤波器课程设计
目录一题目规定与方案论证........................................................ 错误!未定义书签。
1.1（设计题题目）二阶有源低通滤波器............................................. 错误!未定义书签。
1.1.1题目规定.................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1.2 方案论证................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2（实训题题目）波形发生器与计数器............................................. 错误!未定义书签。
1.2.1题目规定.................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2.2方案论证.................................................................................. 错误!未定义书签。
二电子线路设计与实现........................................................ 错误!未定义书签。
2.1二阶有源低通滤波器........................................................................ 错误!未定义书签。
2.2十位二进制加法计数器电路设计.................................................... 错误!未定义书签。
课程设计--二阶低通滤波器设计
课程设计--二阶低通滤波器设计1. 理论基础二阶低通滤波器（second-order low-pass filter）属于电子滤波器的一种。
在电子信号处理中，低通滤波器（low-pass filter）是指可以滤掉高频部分，只保留信号中低频部分的滤波器。
二阶低通滤波器可以更加有效的滤掉高频部分，有更好的频率响应特性。
2. 实验目的设计一个二阶低通滤波器，学习和掌握滤波器的设计方法和理论基础。
3. 实验器材- 电阻器- 电容器- 运放（OPAMP）4. 实验步骤步骤1：选择设定滤波器的截止频率fc，以及质量因数Q值。
其实这两个参数是相互影响的，如果截止频率增大，Q值也需要增大；如果Q值增大，则截止频率也需要增大。
具体选择需要根据实际需求和设计条件来确定。
步骤2：根据所选择参数，计算出滤波器的电路参数，包括电容器和电阻器的阻值和电容值。
步骤3：按照电路图进行电路连接和布线。
步骤4：进行实验测试。
可以使用信号发生器输入测试信号，观察输出信号波形和频率响应特性。
5. 实验结果根据实际需要和设计条件，选择合适的截止频率和Q值，设计出二阶低通滤波器电路，进行实验测试。
观察输出信号波形和频率响应特性。
6. 实验注意事项- 实验时需要注意硬件电路的连接问题；- 工作电压选择和滤波器电路的工作范围匹配；- 实验测试时需要合理地选择信号频率和振幅，避免过高的信号幅值造成硬件模块损坏，或者信号失真等问题。
7. 实验拓展- 可以进行滤波器级数的增加，设计更高阶的滤波器电路；- 可以修改电路参数和工作电压，观察滤波器的频率响应曲线变化；- 可以将低通滤波器改成高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等，进行不同类型滤波器的设计。
二阶低通滤波器的设计--模电课设报告要点
课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：二阶低通滤波器的设计学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：2013 年03 月06 日模拟电路课程设计任务书2012－2013 学年第2学期第 1 周－ 3 周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要有源滤波器是由工作在线性区的集成运放和RC网络组成，实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分。
本次实验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和无限增益多路反馈二阶有源低通滤波电路，用LM324系列芯片进行工作，内由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器组成，采用仿真软件Multisim12.0，对压控电压源型二阶有源低通滤波电路和无限增益多路反馈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。
关键字：LM324，低通，滤波目录前言 (1)第一章系统设计方案选择 (2)1.1总方案设计 (2)1.2子框图的作用 (2)1.3方案选择 (3)第二章系统组成及工作原理 (4)2.1压控电压源二阶有源低通滤波器 (4)2.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器 (5)第三章单元电路设计、参数计算、器件选择 (6)3.1压控电压源二阶有源低通滤波器设计及参数计算 (6)3.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器的设计及参数计算 (6)第四章电路组装及调试 (8)4.1压控电压源二阶有源低通滤波器电路 (8)4.1.1调节方法 (8)4.1.2理论数据 (8)4.1.3实际测试数据 (8)4.1.4结果分析 (8)4.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器电路 (9)4.2.1调节方法 (9)4.2.2理论数据 (9)4.2.3实际测试数据 (9)4.2.4结果分析 (10)4.3实物图 (10)第五章总结 (11)参考文献 (12)前言早先的滤波器是由电器，电容和电阻构成的无源电路，然而电感的使用带来了许多问题：第一，电感的损耗比电容大得多，因而其品质因数错误！未找到引用源。
有源二阶低通滤波器
有源二阶低通滤波器成绩：分电子工程系课程设计报告书课程设计名称电子技术课程设计题目有源二阶低通滤波器学生姓名高浩宝专业电子信息工程班级2007QQ 0日期： 2009 年 6 月日摘要:本文主要介绍了二阶压控电压源低通滤波器, 低通滤波器是一种典型的选频电路，在给定的频段内，理论上它能让信号无衰减地通过电路，这一段称为通带外的其他信号将受到很大的衰减，具有很大衰减的频段称为阻带，通带与阻带的交界频率称为截止频率，对滤波器的基本要求是：（1）通带内信号的衰减要小，阻带内信号的衰减要大，由通带过渡到阻带的衰减特性陡直上升；（2）通带内的特性阻抗要恒为常数，以便于阻抗匹配。
本滤波器主要用于限制信号于一定频率内通过.主要芯片为UA741运放器.在制作过程中运用到了protel,EWB等软件,用来制作电路板和设计的仿真计算等.关键字:低通;UA741;滤波; 截止频率；Abstract:The lowpass filter one selecting circuit frequently typical,give the frequency band definitely, in theory it make signal is it decay to have through circuit, the called outside of the bandpass other signal receive heavy decay very, very great frequency band that decays is called and hindered bringing, the bandpass and bounded frequency of hindering the area are called and closed at frequency, the basic demand of the wavefilter is: (1) Bandpass decay of signal light, hinder with interior signal heavy decay , carry out the transition to from bandpass decay brought to hinder characteristic steep to rise direct; (2)It is a constant that the characteristic in the bandpass is permanent in impedance, so that impedance is matched. This article introduced the active low pass filter,This filter mainly use in the clipped wave passing in the certainfrequencyThe main chip is UA741 transports putting。
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成都理工大学核技术与自动化工程学院
电子技术课程设计
课题名称：二阶低通滤波器电路设计及分析
指导老师：蒋开明
姓名：
学号：
专业：电气工程及其自动化
日期：2010年6月16日
二阶低通滤波器电路设计及分析
一、课题目的：
1、进一步掌握各种滤波电路的工作原理。
2、了解Multisim10的基本操作，并学会用Multisim10进行仿真设计。
3、学会对比并结合理论分析结果进行仿真软件分析。
4、锻炼实际动手能力，增强对课本知识的理解。
二、软件简介：
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
Multisim 10是IIT公司推出Multisim 20006年底又发布最新的版本。
Multisim 10提供了全面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试
等工作。
当改变电路连接或改变元件参数，对电路进行仿真时，可以清楚地观察到各种变化对电路性能的影响。
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图一Multisim基本界面
三、原理：
由于一阶低通滤波器的幅频特性下降速率只有-20 dB／10 f，与理想情况相差太大，其滤波效果不佳。
为了加快下降速率，使其更接近理想状态，提高滤波效果，我们经常使用二阶RC有源滤波器。
采取的改进措施是在一阶的基础上再增加一节RC网络。
电路上半部分是一个同相比例放大电路，由两个电阻R1，Rf和一个理想运算放大器构成。
R1与Rf均为16 kΩ。
下半部分是一个二阶RC滤波电路，由两个电阻R2，R3及两个电容C1，C2构成。
其中R2，R3均为4 kΩ，C1，C2均为0.1μF。
电路由一个幅度为1 mV，频率可调的交流电压源提供输入信号，用一个阻值为1 kΩ的电阻作为负载，如图二。
图二电路原理图
四、实验内容：
１.理论分析
（1）.通带电压放大倍数：低频下，两个电容相当于开路，此电路为同相比例器。
=1+／=2
（2）.特征频率与通频带截止频率:
二阶低通滤波电路特征频率为：
通频带截止频率为：
2. Multisim分析：
在Multisim软件的虚拟仪器栏中选择虚拟双踪示波器和波特图仪，将示波器的A、
B端和波特图仪的IN、OUT端分别连接到电路的输入端与输出端(即图1中的1、5
节点)，如图三。
图三
选择示波器扫描频率为1 ms／div,纵轴每格均代表1 mV，输出方式为Y／T方式。
再点击仿真按钮进行仿真，得到输入信号频率为1 kHz，幅度为1 mV时二阶低通滤波器电路的输入输出情况，如图四。
图中横坐标为时间，纵坐标为电压幅度。
幅度大的为输入信号，幅度小的为输出信号。
图四应用虚拟示波器得到的二阶低通滤波器电路的输入输出波形
很显然，输出信号的频率与输入信号一致，说明二阶低通滤波器电路不会改变信号频率。
从图四还可以看出，在输入信号频率较大(如1 kHz)时输出信号的幅度明显小于输入信号的幅度。
而低频情况下的理论计算结果=2；即在低频情况下输出信号的幅度应为输人信号的两倍。
很显然，输入信号频率较大时电路的放大作用已经不理想。
调节输入频率，使之分别为800 Hz，600 Hz，400 Hz，300 Hz，200 Hz，150 Hz，1 Hz。
由虚拟示波器得到输入频率为1 Hz时的输出电压=2 mV，即=2，与理论计算值相吻合。
而输入频率为150 Hz时=1.5 mV。
此时最接近截止时的输出电压=0.707=1.414 mV。
这说明截止频率fP接近150 Hz，与理论计算值相吻合。
设置波特图仪起始频率I为1 Hz，终止频率F为10 MHz打开仿真开关，点击幅频特性在波特图观察窗口可以得到输入信号频率为1 kHz，幅度为1 mV时二阶低通滤波器电路的幅频特性曲线，如图五。
图五应用虚拟波特图仪得到的二阶低通滤波器电路的幅频特性曲线
五、结论
由图五的特性曲线可以看出，在低频状态下频率变化对的影响不大，频率较大时AUP随频率增加而急剧减小。
高频状态下输出电压则接近于0。
同时，二阶低通滤波电路特征频率为：，通频带截止频率为：，仿真结果均与理论计算值相吻合。
六、课题心得：
由以上分析可知，Multisim中的仿真分析结果与理论计算结果十分接近。
Multisim 因为其具有的开发性、灵活性、丰富性、生动性、实时交互性和高效性等功能特征，是一个一个专门用于电子电路设计与仿真的软件。
同时，通过这次设计实践，我们得以经历并感受整个过程。
进一步丰富了自身的知识和开阔了眼界，我们深刻体会到学好专业知识的重要性。
在整个课程设计过程中，全体组员齐心协力，让大家感受到团队协作和持之以恒的力量。
总之，这次的课程设计必将为我们以后的学习、工作带来莫大的帮助！
七、参考资料：
《新型电子通用单元电路》《现代电子技术》《模拟电子技术（童诗白、华成英）》、《Multisim教程及实验》、《Multisim 10&Ultiboard 10原理图仿真与PCB设计》等。