模电__RC有源滤波器设计_
RC有源滤波器设计
下图3-6 和3-7为RC有源带通滤波器的仿真图
图3-6为RC有源带通滤波器的仿真电路图和波特图
图3-7为RC有源带通通滤波器的仿真电路波特图
3.2二级RC有源滤波器的制作
1、制作过程中用到的工具和仪器如下所示： 万能板、电烙铁、镊子、焊锡丝、导线、尖嘴钳、数字万用表等
等！ 2、制作过程： ①先在纸上画好电路图，电路图的大小和实物大小应相差不大，进
维体系和实验的构成要素（主体，手段，对象和目的）为教材内容展 开。
过本课题的设计，培养学生掌握电子技术的科学实验规律，实验技 术，测量技术等实验研究方法，使其具有独立实验研究的能力，以便在 未来的工作中开拓创新。
本设计所涉及的知识：方案论证，产品说明，原理说明，安装工 艺，调试与测试，焊接技术，元件清单，操作说明。
图3-1为RC有源低通滤波器的仿真电路图和波特图
图3-2 RC有源低通滤波器的波特图
3.1.2二级RC有源高通滤波器的仿真
1、仿真步骤如下， ①打开EWB，创建并保存画好电路图，如图3-3所示。 ②设置信号发生器；选择正弦波，输入Ui=100mV。 ③打开波特图仪，设置并运行电路，调整波特仪中波形，观察截止频率 及电压放大倍数并将数据和波形记录如图3-4所示！
行这一步目的为了确定元器件在万能板大概位置，便于焊接！ ②元器件的安装。安装一个元器件，先要用尖嘴钳将其引脚成
型，然后用镊子把引脚放入万能板．高度要适中，符合电气标准． 然后再进行焊接，完毕后，要用万用表测量元器件引脚和板之间是 否接触良好，是否为虚焊。然后再这个方法一次安装每一个元器 件。
③安装完每个元器件后，整个电路基本差不多制作完成，此时 应对照所设计的电路图用万用表检查整个电路是否连接好，电路是 否接正确。检查确认无误后，二级RC有源滤波器的制作也就完成 了。
二阶RC有源滤波器的设计
二阶RC有源滤波器的设计二阶RC有源滤波器是一种常用的滤波器电路，它能够实现对输入信号的特定频率范围内的增益或衰减。
在设计二阶RC有源滤波器时，我们需要考虑各种因素，如滤波器类型、频率特性、增益、带宽等。
下面将详细介绍二阶RC有源滤波器的设计过程。
1.确定滤波器类型2.确定截止频率截止频率是指在该频率上信号的幅值相对于其他频率被衰减的程度。
我们需要确定滤波器的截止频率，以实现对所需频率范围内的增益或衰减。
截止频率可以根据具体应用的要求来确定。
3.选择滤波器的增益滤波器的增益与信号在截止频率附近的幅频特性有关。
根据需求，我们需要确定滤波器在截止频率附近的增益大小。
通常情况下，二阶RC有源滤波器的增益可以在0dB到20dB之间选择。
4.计算滤波器的带宽滤波器的带宽是指在该频率范围内信号的幅值不被衰减的程度。
我们需要计算滤波器的带宽，以确定滤波器对所需频率范围内的信号的保留程度。
带宽可以通过截止频率和滤波器增益来计算得出。
5.设计滤波器电路根据上述参数，我们可以设计出二阶RC有源滤波器的电路。
通常情况下，二阶RC有源滤波器由一个有源放大器、两个电容和两个电阻组成。
具体的电路图可以根据滤波器类型和设计要求来确定。
6.进行电路模拟和优化在设计完成后，我们可以使用电路模拟软件进行模拟和优化。
通过模拟，我们可以验证滤波器的性能是否符合设计要求，并根据需要进行电路参数的调整和优化。
7.制作滤波器电路在优化滤波器电路之后，我们可以进行电路的制作和组装。
需要注意的是，尽量采用高质量的元器件来确保滤波器的性能和可靠性。
总结：以上是二阶RC有源滤波器的设计过程。
在设计过程中，我们需要确定滤波器类型、截止频率、增益和带宽等参数，并根据这些参数设计出满足要求的电路。
通过电路模拟和优化，我们可以验证滤波器的性能，并进行必要的调整和优化。
最后，制作出合适的滤波器电路，并确保其质量和可靠性。
RC有源带通滤波器的设计
RC有源带通滤波器的设计有源带通滤波器是一种基本的滤波器电路，它可以选择性地通过一定频率范围内的信号，并且具有放大功能。
在设计有源带通滤波器之前，我们首先需要确定所需的滤波特性和频率范围，然后选择合适的滤波器类型和电路拓扑结构。
有源带通滤波器的一种常见电路拓扑结构是Sallen-Key结构，它由一级和二级滤波器级联组成。
在本次设计中，我们将以二级Sallen-Key 结构作为例子进行说明。
首先，我们需要确定所需的滤波特性和频率范围。
假设我们需要设计一个中心频率为1kHz，通带增益为10倍，带宽为500Hz的有源带通滤波器。
接下来，我们选择合适的滤波器类型，例如巴特沃斯滤波器。
接下来，依据设计要求，我们可以计算出滤波器的品质因子Q和截止频率。
品质因子Q可以通过以下公式计算得出：Q=中心频率/带宽因此，Q=1000Hz/500Hz=2截止频率可以通过以下公式计算得出：fc = 中心频率 / (2 * Q)因此，fc = 1000Hz / (2 * 2) = 250Hz根据所得到的Q和fc值，我们可以选择合适的滤波器元件数值，例如电容和电阻。
在Sallen-Key结构中，我们可以选择两个电容和三个电阻。
接下来，我们可以根据标准的频率响应公式计算电流放大器的增益和频率域特性。
有源带通滤波器的传输函数可以表示为：H(s)=-(s/ωc)*(1/(s^2+s/(Q*ωc)+1/(ωc^2)))其中，s是复频域变量，ωc是角频率。
通过计算得到的传输函数，我们可以绘制出滤波器的幅频响应图和相频响应图。
根据滤波器的幅频响应图，我们可以验证滤波器的增益特性和通带带宽范围。
根据滤波器的相频响应图，我们可以验证滤波器的相位特性。
在设计完成后，我们可以进行仿真和实际测试。
通过使用电子设计自动化(EDA)软件进行电路仿真，我们可以验证设计的性能和预测工作点。
在实际测试中，我们可以通过控制信号源和频谱分析仪来验证滤波器的频率特性和频率响应。
RC有源滤波器(课程设计任务书)
课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称 电子线路课程设计 学生姓名 专业班级 设计题目 RC 有源滤波器设计一、课程设计的任务和目的任务:设计一个RC 有源滤波器。
目的：培养学生综合运用所学知识的能力，综合设计能力，培养动手能力及分析问题、解决问题的能力。
二、设计内容、技术条件和要求性能指标要求：1、设计一个二阶Butterworth Sallen-key 型低通滤波器，要求截止频率KHz f c 2=，增益2=V A ；2、设计一个二阶Butterworth MFB 型高通滤波器，要求截止频率Hz f c 100=，增益5=V A ； 3、设计一个二阶Butterworth 带通滤波器，要求中心频率KHz f 10=，增益2=V A ，品质因数10=Q 。
实验仪器设备：低频信号发生器、实验箱、元器件及工具、双踪示波器、直流稳压电源。
设计内容与要求：1、认真查阅相关文献，写出设计预习报告；2、根据已知条件及性能指标要求，确定电路及元器件参数（以上两步要求在实验前完成）；3、对设计电路进行计算机仿真，验证设计是否正确4、在实验箱面包板上安装电路，并进行调试，使其满足设计要求。
5、所有实验完成后，写出课程设计报告。
三、时间进度安排第1周 周一上午布置设计任务，讲解设计要求，安排答疑、实验时间；周三下午课程设计答疑，其他时间学生查资料，做初步理论设计；第2周 周一交设计初稿，由指导教师审查；周三、四学生进实验室做仿真实验，并根据实验情况修正设计图；周四、五做插接线实验，最后根据实验情况总结、撰写设计说明书。
四、主要参考文献1、电子线路（线性部分）第四版谢嘉奎2、各种版本模拟电子技术教程 3. 集成电路手册指导教师签字：2010 年12 月22 日。
哈工大模电自主设计实验 RC有源滤波器
姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩实验名称 RC有源滤波器的研究1.实验目的（1）熟悉由集成运放和阻容元件组成的有源滤波器的原理。
（2）学习RC有源滤波器的设计，学会测量有源滤波器幅频特性。
2.总体设计方案或技术路线由阻容元件和运算放大器组成的滤波电路称为RC有源滤波器。
由于集成运放有限带宽的限制，目前RC有源滤波器的工作频率较低，一般不超过1MHz。
（1）低通滤波器低通滤波器用来通过低频信号，衰减或抑制高频信号。
二阶有源低通滤波器由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，第一级电容接至输出端，引入适量正反馈，以改善幅频特性。
设计电路图如下所示，改变输入信号频率，记录输出信号幅值及放大倍数，先测量出一组幅频特性曲线，再改变电阻R f的值，记录数据，得到新的幅频特性曲线，再进行对比。
（2）高通滤波器高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。
只要将低通滤波器中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器。
高通滤波器的性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜像”的关系。
设计电路图如下所示，改变输入信号频率，记录输出信号幅值及放大倍数，先测量出一组幅频特性曲线，改变电阻R f的值，记录数据，得到新的幅频特性曲线，再进行对比。
本实验主要研究低通滤波器和高通滤波器的幅频特性，截止频率和品质因数，以及改变电路参数对滤波效果的影响。
3.实验电路图（1）低通滤波器设计电路图（由Multisim7绘制）（2）高通滤波器设计电路图4. 仪器设备名称、型号实验电路板双踪示波器双路直流稳压电源函数信号发生器数字万用表导线若干5.理论分析或仿真分析结果(1)低通滤波器R4=10kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示当R4=12kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示当R4=15kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示（2）高通滤波器R4=10kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示用光标测量法测得截止频率为1.2514kHzR4=12kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示R4=15kΩ时幅频特性曲线和相频特性曲线如下所示6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）检查导线通断，仪器仪表是否正常。
模电实验四 RC有源滤波器的设计教材
实验器件
LM324、电阻、电容
带通滤波器幅频特性
A
AU 0.707AU
理想 实际
0 fL
f0
fH
f
二阶带通滤波器的实现
带通滤波器
Ui
高通滤波器
低通滤波器
Uo
Au
0 fL
fH
f
二阶有源低通滤波器（LPF）
Rb Ra Ui R1 R2
C1
C2
Au
=
1
+
Rb Ra
Uo
ω √ n =
1 R1R2C1C2
Au = 1 +
Rb Ra
ω Uo n =
1
√R1R2C1C2
1 Q
=
RR12CC12+
R1C2 R2C1
二阶有源高通滤波器参数计算（一）
因为
1 Q
=
RR12CC12+
令 C1 = C2
则 1 = 2 R1
Q
R2
R1C2 R2C1
取Q = 0.707 =√12 （巴特沃思滤波器）
则 R2 = 2R1
二阶有源高通滤波器参数计算（二）
ω √ 因为 n =
1
， C1 n = C√1R1R2= 2πf n
ω 得到 C =
1
√ n R1R2
=
2πf
1
√ n R1R2
二阶有源高通滤波器参数计算（三）
取 Q=
1 2
则 R1 = R2 = R，C1 = C2 = C
1 Q
=
RR21CC12+
R1C2 R2C1
二阶有源低通滤波器参数计算（一）
因为
RC有源滤波器实验设计报告(二)
RC有源滤波器实验设计报告(二)
1. 实验目的
本次实验的目的是设计并制作一个RC有源滤波器，通过实验验证其滤
波效果，并深入了解有源滤波器的工作原理和设计方法。
2. 实验原理
RC有源滤波器是一种基于RC滤波器的电路，通过加入一个放大器来增加滤波器的增益和频率选择性。
其基本原理是将输入信号经过一个RC
滤波器，然后再通过一个放大器来放大信号，最后输出滤波后的信号。
3. 实验步骤
1）根据设计要求选择合适的电容和电阻，设计RC滤波器的截止频率。
2）根据放大器的放大倍数和输入阻抗，确定放大器的电路结构和参数。
3）将RC滤波器和放大器连接起来，组成RC有源滤波器电路。
4）使用万用表和示波器对电路进行调试和测试，调整电路参数，使得
滤波器输出符合设计要求。
5）记录实验数据，分析滤波器的性能和特点。
4. 实验结果
经过实验测试，我们成功设计并制作了一个RC有源滤波器，其截止频
率为1kHz，放大倍数为10倍。
在输入一个频率为1kHz的正弦波时，经过滤波器后输出的幅值和相位均符合设计要求。
同时，我们还测试了滤波器对不同频率信号的响应，发现滤波器对高频信号有较好的抑制效果，对低频信号的放大倍数较高。
5. 实验结论
本次实验成功设计并制作了一个RC有源滤波器，通过实验验证了其滤波效果和特点。
同时，我们也深入了解了有源滤波器的设计原理和方法，对于以后的电路设计和实验有了更深入的认识和理解。
RC有源滤波器的设计总结[5篇范例]
RC有源滤波器的设计总结[5篇范例]第一篇：RC有源滤波器的设计总结总结与体会本次模电课程设计基本上完成了，虽然很累，但我们感到很满足。
刚开始的时候，由于我们当时对于滤波电路的理解不是非常的深入，这使得我们在一开始就遇到了一个比较棘手的问题，后来我们终于跳出了思维的枷锁，完全摆脱了这个问题，后来我们也遇到了其他的一些问题，但经过我们长时间的努力，并在老师的指导下终于算是比较圆满的完成了本次模电课程设计。
通过本次模电课程设计，我们进一步掌握了有源滤波器，示波器在测试时的主要事项及操作规范，与此同时，了解了滤波器的参数估算方法，掌握了其电路的调试方法，并加深了有源滤波器在实际生活中的实际应用。
以multisim为平台分析有源滤波器的电路，使用虚拟示波器等虚拟原件，采用交流分析方法和参数扫描分析方法仿真分析了有源滤波器电路的工作特性，及各元件参数对输入输出特性的影响，并演示了multisim中虚拟仪器及各种分析方法的使用。
经过本次的课程设计，我们解决了许多在实际过程中的问题，同时也学到了很多。
我们不仅弄懂了很多以前不太了解的东西，还让我们体会到人与人之间的沟通，团队成员的协作的乐趣，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团队协作的精神。
除此之外，它让我们明白只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合，从理论中得到结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
参考文献1.《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社。
2.《模拟电子技术基础》康华光高等教育出版社。
3.《模拟电子技术》胡宴如主编高等教育出版社。
第二篇：开题报告-并联型电力有源滤波器设计开题报告电气工程及自动化并联型电力有源滤波器设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义随着电力电子技术的迅速发展，越来越多的电力电子装置在配电系统中得到了广泛的应用。
这些电力电子设备的效率日趋提高，并以其灵活可控的特性逐渐成为功率变换和调节的一个不可或缺的重要环节。
RC有源滤波器设计.PPT
（图为压控电压源电路） 第一级的电容C为什么不接地而改接到输出端？
二阶有源低通滤波器的传输函数： Au为电压增益， 截止频率，Q为品质因数。
无限增益多路反馈电路
特点：信号从反相端输入，输出端通过C1、R2两条 反馈支路有倒相作用，元件少。
（4）一阶高通滤波器
（2）由图得fc=100Hz时，C=0.1uF,对应得参数 K=10,
满足式
（3）由Au=5,查表得 K=1时，电阻 R1=1.023K R2=12.379K C1=0.2C=0.02uF
（4）以上电阻值乘以参数K=10得设计阻 值：
R1=10.23K=10K+240 R2=123.79K=120K＋3.9K
（5）二阶高通滤波器 二阶有源高通滤波器的传输函数：
Au为电压增益， 截止频率， Q为品质因数（图为压控电压源电路）
。
无限增益多路反馈电路（p149）
（6）带通滤波器 可通过高通、低通组合而成 条件：低通截止频率高于高通截止频率
带通滤波电路及特性：
（7）带阻滤波器 由低通、高通组合而成 条件：高通截止频率高于低通截止频率
设计2 RC有源滤波器设计
一、学习目的 掌握低通、高通、带通、带阻等最基本二
阶RC有源滤波器的快速设计方法与性能参数的 测试要求。
二、原理 1、滤波器的传输特性 滤波器的功能：让一定频率范围内的信号通 过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。
根据频率范围可分为低通、高通、带通、带阻 等四种滤波器，它们的幅频特性如下图所示。
带阻滤波电路及特性：
三、滤波器快速设计方法
理想滤波器很难实现，只能用实际特性逼 近理想特性，常用的逼近方法有两种： 巴特沃斯（butterworth)滤波器－－最大平坦响应 切比雪夫（chebysher)l滤波器－－等波动响应
RC有源带通滤波器的设计
题 目 RC有源带通滤波器的设计科 目 现代电路理论RC有源带通滤波器的设计摘要滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。
当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。
用LC网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和RC网络组成的有源滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。
由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点，因而RC有源滤波器普遍应用于光电弱信号检测电路中。
本课题研究内容主要是用multisim软件设计仿真有源带通滤波器的二级级联和四级级联方式的电路。
关键词：集成运放；RC网络；multisim软件；有源带通滤波器目录摘要1目录2一本课题内容提要 3二二级串联的带通滤波器 31 设计要求32 基本原理33 设计方案34电路设计与参数计算35 性能仿真分析5三四级串联的带通滤波电路 71 总体方框图71.1 级数选择71.2 元器件的选择72 电路设计分析8四总结 9参考文献 11一、本课题内容提要滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。
当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。
其优点：不用电感元件、有一定增益、重量轻、体积小和调试方便，可用在信息处理、数据传输和抑制干扰等方面；缺点为：但因受运算放大器的频带限制，这类滤波器主要用于低频。
根据对频率选择要求的不同，滤波器可分为低通、高通、带通与带阻四种。
本课题采用低通-高通级联实现带通滤波器。
二、二级串联的带通滤波电路1、设计要求①性能指标要求：△f=3000Hz-300Hz=2700Hz;②通带电压增益：Au=1；③完成电路设计和调试过程。
2. 基本原理带通滤波器(BPF)能通过规定范围的频率，这个频率范围就是电路的带宽BW，滤波器的最大输出电压峰值出现在中心频率f0的频率点上。
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湖南工学院模拟电子技术课程设计说明书课题 RC有源滤波器设计_专业__电气自动化技术_班级________姓名_学号指导教师_________设计组成员:前言随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。
电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际动手能力。
滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。
用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个能够低通、高通、带宽、阻带等多种形式的滤波器。
我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。
在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。
按照设计的方案选择具体的元件，焊接出具体的实物，并在实验室对事物进行调试，观察效果是否与课题要求的性能指标作对比。
最后分析出现误差的原因以及影响因素。
设计任务书一、设计目的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)；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。
二、设计要求和技术指标1、技术指标(1) 低通滤波器：通带增益AUF=2；截止频率fH =2000Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；(2) 高通滤波器：通带增益AUF=5；截止频率fL =100Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；(3) 带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO =1kHz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频。
2、设计要求（1）分别设计二阶RC低通、高通、带通滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）在面包板或万能板上安装好电路，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并仿真；（5）写出设计报告。
三、设计报告要求1、列出设计步骤，画出电路，标出元件数值；2、比较实测指标和设计要求指标；3、列出测试数据表格；4、分析有源滤波器的幅频特性5、进行仿真。
四、设计思考与总结1、总结RC有源滤波器的设计方法和运用到的主要知识点；2、总结滤波器主要参数的测试方法；3、对测试数据进行误差分析。
目录第1章 RC有源滤波器设计 (6)1.1总方案设计 (6)1.1.1方案框图 (6)1.1.2子框图的作用 (6)1.1.3方案选择 (6)1.2单元电路设计 (8)1.2.1原理图设计 (8)1.2.2滤波器的传输函数与性能参数 (9)1.2.3已知条件与设计步骤 (10)1.3元件参数的计算 (13)1.3.1二阶低通滤波器 (14)1.3.2二阶带通滤波器 (14)1.3.3二阶高通滤波器 (15)1.4元器件选择 (15)1.5工作原理 (15)第2章 EWB仿真分析 (17)2.1EWB电路图 (17)2.2EWB仿真分析 (19)2.3结果分析 (22)2.3.1观测幅频特性 (22)2.3.2理论值计算及分析 (23)第3章电路板的制作 (26)3.1绘制PCB原理图 (26)3.2制作PCB板 (28)第4章结束语 (29)附录 (30)附录I. 总电路图 (30)附录II. 元件清单 (32)附录III. PCB图 (33)参考文献 (34)第1章 RC有源滤波器设计1.1总方案设计1.1.1方案框图图1.1.1 RC有源滤波总框图1.1.2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。
1.1.3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。
用运算放大器和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点。
因为不用电感元件，所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和重量过大等缺点。
由于运算放大器的增益和输入电阻高，输入电阻低，所以能提供一定的信号增益和缓冲作用，这种滤波器的频率范围约为10-3Hz~106Hz,频率稳定度可做到（10-3~10~10-5）/摄氏度，频率精度为+（3~5）%，并可用简单的级联来得到高阶滤波器且调谐也很方便。
滤波器的设计任务是根据给定的技术指标选定电路形式和确定电路的元器件。
滤波器等的技术指标有通带和阻带之分，通带指标有通带的边界频率（没有特殊的说明时一般为-3dB截止频率），通带传输系数。
阻带指标为带外传输系数的衰减速度（即带沿的陡变）。
下面简要介绍设计中的考虑原则。
1.关于滤波器类型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。
当要求带通滤波器的通带较宽时，可用低通滤波器和高通滤波器合成，这比单纯用带通滤波器要好2.级数选择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。
多级滤波器串接时传输函数总特性的阶数等于各级阶数之和。
当要求的带外衰减特性为-mdB 每倍频程（或mdB每十倍频程）时，则取级数n应满足n大于等于m/6(或n 大于等于m/20)。
3.运放的要求在无特殊要求的情况下，可选用通用型运算放大器。
为了满足足够深的反馈以保证所需滤波特性，运放的开环增应在80dB 以上。
对运放频率特性的要求，由其工作频率的上限确定，设工作频率的上限为Fh,则运放的单位增益宽带应满足下式：BWG大于等于（3-5）AefH，式中为滤波通带的传输系数。
如果滤波器的输入信号较小，例如在10mV以下，则选低漂移运放。
如果滤波器工作于超低频，以至使RC网络中电阻元件的值超过100kΩ，则应选低漂移高输入阻抗的运放。
4.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。
f (1~10)Hz （10~102）Hz （102~103）Hz （1~10）KHz （10~103）KHz （102~103）KHz C (20~10)F （10~0.1）uF （0.1~0.01）uF （104~103）pF （103~102）pF （102~10）pF1.2单元电路设计1.2.1.原理图设计1.低通滤波器图1.2.1.1低通滤波器电路图2 高通滤波器图1.2.1.2 高通滤波器电路图3 带通滤波器图1.2.1.31.2.2 滤波器的传输函数与性能参数由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号，因受运算放大器带宽限制，这类滤波器仅适用于低频范围，根据频率范围可将其分为低通、高通、带通与带阻四种滤波器，它们的幅频特性如下图所示，具有理想特性的滤波器是很难实现的，只能用实际特性去逼近理想的，常用的逼近方法是巴特沃斯最大啊平坦响应和切比雪夫等波动响应。
在不许带内有波动时，用巴特沃斯响应较好，如果给定带内所允许的纹波差，则切比雪夫响应较好。
（a ）二阶低通滤波电路 （b ）二阶高通滤波电路（c ）二阶带宽滤波电路图1.2.2 二阶有源滤波器电路图表1.2.2 二阶RC 滤波器的传输函数表1.2.3已知条件与设计步骤 1 已知条件类型 传输函数低通 A(s)=A v ωc 2/(s 2+ωc s/Q+ωc 2) 高通 A(s)=A v s 2/(s 2+ωc s/Q+ωc 2) 带通 A(s)=A v ω02s/Q(s 2+ωc s/Q+ωc 2)已知滤波器的响应、滤波器的电路形式、滤波器的类型、滤波器的性能参数f C ,Q,BW或AV。
2 设计步骤（1）根据截止频率，从表1.1.3中选定一个电容C的标称值，使其满足K=100/fC C (如带通K=100/fC)。
（ 1.2.3）注意：K不能太大，否则会使电阻的取值较大，从而使引入增加，通常取1≤K ≤10。
（2）从设计表中查处与AV对应的电容值及K=1时的电阻值。
再将这些阻值乘以参数K，的电阻的设计值。
（3）实验调整并修改电容、电阻值，测量滤波器的性能参数，绘制幅频特性。
表1.2.3 电路设计表（a）二阶低通滤波器设计表(a) 二阶高通滤波器设计表2注意事项（1）电阻的标称值尽可能接近设计值，可适当选用几个电阻串、并联；尽可能采用金属膜电阻及容差小于10%的电容，影响滤波器性能的主要因素是△R/R﹑△C/C及运放的性能。
实验前应测量电阻，电容的准确值。
（2）在测量过程中，若某项指标偏差较大，则引发更据设计表调整修改相应元件的值。
1.3元件参数的计算1.3.1二阶低通滤波器1 二阶滤波器性能参数表达式为ωC 2＝１/（CC1RR1） (1.3.1)Q=0.707ωC /Q=1/R1C+1/R2C+(1+AV)/R2C1(1.3.1.2)A V =1+R4/R3(1.3.1.3)2参数计算因为通带增益ＡＶ＝２；截止频率fH=2000HZ；Ui=100mV。
所以通过查表得 fC=2kHZ时，取C=0.01Uf,由式（1.2.3）计算对应的参数K=5.从表（1.2.3(a)）得AV=2时，取C=C1=0.01Uf;K=5时，R1=5.63KΩ,R2=11.8K Ω,R3=R4=33.75KΩ。