有源低通滤波器设计

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有源低通滤波器的设计

有源低通滤波器的设计

有源低通滤波器的设计设计一个有源低通滤波器的过程主要包括以下几个步骤:确定滤波器的需求,选择电路拓扑,选择合适的放大器和电容阻值,进行电路分析和仿真,最后进行实际电路搭建和测试。

首先,确定滤波器的需求。

需要确定滤波器的截止频率以及通带增益和带宽要求。

根据应用的需求来选择合适的参数,例如音频领域常见的截止频率为20Hz-20kHz。

接下来选择电路拓扑。

常见的有源低通滤波器的电路拓扑包括巴特沃斯低通滤波器、切比雪夫低通滤波器和椭圆低通滤波器等。

根据滤波器的截止频率和带宽要求选择合适的拓扑。

然后选择合适的放大器和电容阻值。

在有源低通滤波器中,放大器起到放大信号和增加滤波器的增益的作用。

需要选择一个合适的放大器来满足放大要求。

电容和电阻用于构成滤波器的传递函数,需要根据滤波器的截止频率来选择电容和电阻的数值。

接下来进行电路分析和仿真。

根据所选的电路拓扑,将电路进行各种算法和公式分析,得到滤波器的传递函数和各种性能指标。

然后使用仿真软件进行电路仿真,验证滤波器设计的正确性,并调整各个参数以满足设计要求。

最后进行实际电路搭建和测试。

根据仿真结果,搭建实际的电路并进行测试。

测试可以包括输入输出波形的对比分析,频率特性曲线的测量等。

如果测试结果不符合设计要求,需要进行调整和优化。

总结一下,设计一个有源低通滤波器需要确定滤波器的需求,选择电路拓扑,选择合适的放大器和电容阻值,进行电路分析和仿真,最后进行实际电路搭建和测试。

整个设计过程需要综合考虑滤波器的性能和应用需求,通过不断调整和优化来获得满足要求的滤波器设计。

有源低通滤波器设计

有源低通滤波器设计

有源低通滤波器设计有源低通滤波器(Active low-pass filter)是一种电路,用于将高频信号从输入信号中滤除,只传递低频信号。

它由一个有源元件(如运算放大器)和被动元件(如电阻和电容)组成。

有源低通滤波器可以通过调整电路参数来实现不同的截止频率,并且具有较高的增益和较低的失真。

1. 确定电路结构:有源低通滤波器的基本电路结构通常是由一个运算放大器和被动元件(电阻和电容)组成的。

常见的结构包括Sallen-Key结构、多级级联结构等。

根据设计要求选择适合的电路结构。

2.选择元件参数:元件参数的选择决定了有源低通滤波器的截止频率和增益等性能。

根据设计要求确定电阻和电容的数值。

通常,电容的大小与截止频率成反比,而电阻的选择可以根据需要来确定。

3.进行频率响应分析:通过对电路进行频率响应分析可以评估有源低通滤波器的性能。

频率响应分析可以通过理论计算、模拟仿真和实验验证等方式来进行。

在进行频率响应分析时,需要计算或测量电路的增益和相位的变化随频率的变化情况。

4.优化设计:根据频率响应分析的结果,可以对设计进行优化。

例如,根据需要可以调整电容和电阻的数值来实现所需的截止频率和增益。

同时,通过优化元件的选择,例如选择高质量的电容和电阻,可以改善有源低通滤波器的性能。

总结:有源低通滤波器设计涉及电路结构选择、元件参数选择和频率响应分析等步骤。

通过合理选择电路结构和元件参数,并进行频率响应分析和优化设计,可以实现所需的低通滤波器性能。

在设计过程中需要考虑电路的稳定性、失真等问题,以保证滤波器的可靠性和性能。

【完整版毕业论文】巴特沃斯有源低通滤波器的设计

【完整版毕业论文】巴特沃斯有源低通滤波器的设计

巴特沃斯有源低通滤波器的设计摘要随着社会科学技术的飞速发展,各种科技产品在人类社会中随处可见,极大的丰富了人们的日常生活。

物联设备、可穿戴设备以及虚拟仪器产品在各种应用和消费场合变得极为普遍。

就目前而言,在几乎所有的电子产品中,各种增益、带宽以及高性能的滤波器都发挥着至关重要的作用,例如可穿戴设备的语音信号输入系统中,运用高性能的低通滤波器进行语音信号的降噪、滤波、回声消除,来提高系统的音质和语音识别精准度等。

本论文通过对各种低通滤波器的通频带、增益和截止频率的分析,采用通频带最大扁平度技术(巴特沃斯技术)来设计实现四阶高性能低通滤波器,通过Multisum仿真软件,验证了设计的正确性。

在这基础上,本文还对如何提高该滤波器的响应速度进行了研究,提出了一种有效的提高响应速度的方案,并通过仿真软件得以验证。

这在低通滤波器的理论以及实际工程应用中,都具有非常重要的意义。

关键词:有源低通滤波器,巴特沃斯,运算放大器Design of Butterworth Active Low Pass FilterABSTRACTWith the rapid development of social science and technology, various technological products can be seen everywhere in human society, which greatly enriches people's daily lives. IoT devices, wearable devices, and virtual instrument products have become extremely common in various applications and consumer occasions. For now, in almost all electronic products, various gains, bandwidths, and high-performance filters play a vital role. For example, in the voice signal input system of wearable devices, the use of high-performance low-pass The filter performs noise reduction, filtering, and echo cancellation of the speech signal to improve the sound quality of the system and the accuracy of speech recognition.In this paper, through the analysis of the passband, gain and cutoff frequency of various low-pass filters, the maximum flatness of the passband technology (Butterworth technology) is used to design and implement a fourth-order high-performance low-pass filter, through Multisum simulation software To verify the correctness of the design. On this basis, this paper also studies how to improve the response speed of the filter, and puts forward an effective scheme to improve the response speed, which is verified by simulation software. This is of great significance in the theory of low-pass filters and in practical engineering applications.KEYWORDS:active low-pass filter,butterworth,amplifier1绪论1.1 引言在近现代的科技发展中,滤波器作为一种必不可少的组成成分,在仪器仪表、智能控制、计算机科学、通信技术、电子应用技术和现代信号处理等领域有着十分重要的作用。

【完整版毕业论文】巴特沃斯有源低通滤波器的设计

【完整版毕业论文】巴特沃斯有源低通滤波器的设计

巴特沃斯有源低通滤波器的设计摘要随着社会科学技术的飞速发展,各种科技产品在人类社会中随处可见,极大的丰富了人们的日常生活。

物联设备、可穿戴设备以及虚拟仪器产品在各种应用和消费场合变得极为普遍。

就目前而言,在几乎所有的电子产品中,各种增益、带宽以及高性能的滤波器都发挥着至关重要的作用,例如可穿戴设备的语音信号输入系统中,运用高性能的低通滤波器进行语音信号的降噪、滤波、回声消除,来提高系统的音质和语音识别精准度等。

本论文通过对各种低通滤波器的通频带、增益和截止频率的分析,采用通频带最大扁平度技术(巴特沃斯技术)来设计实现四阶高性能低通滤波器,通过Multisum仿真软件,验证了设计的正确性。

在这基础上,本文还对如何提高该滤波器的响应速度进行了研究,提出了一种有效的提高响应速度的方案,并通过仿真软件得以验证。

这在低通滤波器的理论以及实际工程应用中,都具有非常重要的意义。

关键词:有源低通滤波器,巴特沃斯,运算放大器Design of Butterworth Active Low Pass FilterABSTRACTWith the rapid development of social science and technology, various technological products can be seen everywhere in human society, which greatly enriches people's daily lives. IoT devices, wearable devices, and virtual instrument products have become extremely common in various applications and consumer occasions. For now, in almost all electronic products, various gains, bandwidths, and high-performance filters play a vital role. For example, in the voice signal input system of wearable devices, the use of high-performance low-pass The filter performs noise reduction, filtering, and echo cancellation of the speech signal to improve the sound quality of the system and the accuracy of speech recognition.In this paper, through the analysis of the passband, gain and cutoff frequency of various low-pass filters, the maximum flatness of the passband technology (Butterworth technology) is used to design and implement a fourth-order high-performance low-pass filter, through Multisum simulation software To verify the correctness of the design. On this basis, this paper also studies how to improve the response speed of the filter, and puts forward an effective scheme to improve the response speed, which is verified by simulation software. This is of great significance in the theory of low-pass filters and in practical engineering applications.KEYWORDS:active low-pass filter,butterworth,amplifier1绪论1.1 引言在近现代的科技发展中,滤波器作为一种必不可少的组成成分,在仪器仪表、智能控制、计算机科学、通信技术、电子应用技术和现代信号处理等领域有着十分重要的作用。

二阶有源低通滤波电路的设计与分析

二阶有源低通滤波电路的设计与分析

二阶有源低通滤波电路的设计与分析有源滤波电路是一种灵活、可靠和性能卓越的滤波器,广泛用于通信、控制和测量等领域。

本文介绍了实现二阶有源低通滤波器的基本原理,并通过计算机仿真分析了设计过程中遇到的一些问题。

一、二阶有源低通滤波器原理有源低通滤波器是一种混合型滤波器,它具有电容和电感耦合之间的耦合,从而实现了低通特性。

其基本原理是,将输入信号分别经过两个放大器,然后将放大器的输出信号反馈到电容的两个端,进而形成一个闭环系统,以构成一个连续反馈低通滤波器,达到滤波的目的。

二、有源低通滤波器的设计有源低通滤波器的设计有三个要考虑的重要参数,包括滤波器的频率特性,输入阻抗和输出阻抗。

1.滤波器频率特性:有源低通滤波器的基本频率特性可以使用Bessel函数表示。

它的特性截止频率可以用“截止频率Hz”表示。

同时,有源低通滤波器也具有频带宽和延迟特性,可以用“频带宽Hz”和“延迟时间ms”来表示。

2.输入阻抗:有源低通滤波器的输入阻抗为电子放大器的输入阻抗,由电子放大器的输入元件的参数决定,一般是50欧姆或大于50欧姆的阻抗。

3.输出阻抗:有源低通滤波器的输出阻抗取决于电子放大器的输出元件的参数,输出阻抗一般为几千欧姆以上。

三、计算机仿真分析由于有源低通滤波器的设计过程非常复杂,需要考虑很多参数,因此通常采用计算机仿真技术进行分析研究,以便验证设计方案的正确性。

在计算机仿真的分析过程中,首先要确定滤波器的输入信号的频率、幅度和相位,并计算出滤波器的输出信号特性,如频率、幅度和相位等,然后将实验结果与理论预测结果进行对比,以验证滤波器的设计方案是否正确。

四、结论有源低通滤波器是一种灵活、可靠和性能卓越的滤波器,它具有良好的性能特性,广泛应用于通信、控制和测量等领域。

其设计方案中,需要考虑多个参数,使用计算机仿真技术可以有效验证设计的正确性,也可以大大提高滤波器的性能。

有源低通滤波器设计

有源低通滤波器设计

有源低通滤波器设计
1引言
随着科技的发展,滤波器在各个领域被广泛应用,比如工业领域、电子领域、医学领域等。

而低通滤波器是一类最常用的滤波器,主要用于去除输入信号中的高频信号,它们常常被用来进行几个重要的功能,如信号分离、干扰抑制、信号处理和信号质量检测。

本文将介绍低通滤波器的原理,对不同类型的低通滤波器进行比较,最后介绍有源低通滤波器的设计方法。

2低通滤波器原理
低通滤波器是一类用于在输入信号中去除高频成分的滤波器。

它通常使用诸如滤波栅、电容、电感等元件,将频率超过其中一频率(被称为截止频率)的信号分量给滤除,而将频率低于截止频率的信号分量给保留。

就传统滤波器而言,一般情况下,滤波器会被零点和极点控制,而它们形成的滤波器频率响应曲线与滤波器的构造有关。

3低通滤波器的类型
低通滤波器可以分为以下几类:
(1)传统的低通滤波器
传统的低通滤波器通常使用滤波栅、电容、电感等元件,达到在输入信号中去除高频成分的目的。

滤波器可以分为线性低通滤波器和非线性低通滤波器。

有源低通滤波器的设计

有源低通滤波器的设计

有源低通滤波器的设计有源滤波器是一种使用有源元件(如运放)来构成的滤波器。

有源滤波器具有较低的输出阻抗和较高的增益,并且能够提供较大的增益和较低的失真。

有源低通滤波器是一种能够通过滤除高频信号而传递低频信号的滤波器。

它可以应用于音频信号处理、视频信号处理和通信系统中,用于去除噪音、改善信号品质等。

本文将介绍有源低通滤波器的设计原理和步骤,以供读者参考。

1.确定滤波器的截止频率:首先,根据需要滤除的高频信号范围,确定滤波器的截止频率。

截止频率是决定滤波器的性能的重要参数之一,它决定了滤波器在不同频率范围内的衰减特性。

2.选择合适的滤波器类型:根据应用场景和信号要求,选择合适的有源滤波器类型。

常见的有源滤波器类型包括巴特沃斯滤波器、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性能和设计要求,需要根据具体情况选择。

3.设计滤波器的电路结构:根据选择的滤波器类型和截止频率,设计滤波器的电路结构。

有源低通滤波器通常由运放、电阻和电容组成。

根据电路结构设计电容和电阻的数值,以满足滤波器的要求。

4.计算反馈电阻和输入电阻:根据电路结构和信号要求,计算滤波器的反馈电阻和输入电阻的数值。

反馈电阻决定了滤波器的增益和频率响应,输入电阻影响了滤波器的输入阻抗和信噪比。

5.选择适当的运放:根据滤波器的增益要求和频率响应,选择合适的运放器件。

不同的运放器件具有不同的增益、带宽和失真等特性,需要根据具体要求选择。

6.绘制电路图并进行仿真:根据设计的滤波器电路结构和参数,绘制电路图,并进行仿真分析。

通过仿真可评估滤波器的性能,如增益、相位延迟和截止频率等。

7.电路实现和调试:根据仿真结果,实现电路并进行调试。

调试过程中需要注意电路的稳定性和可靠性,同时还需要进行频率响应测试和输出波形观察,以验证设计结果。

总结:有源低通滤波器是一种常见的滤波器类型,其设计步骤包括确定截止频率、选择滤波器类型、设计电路结构、计算反馈电阻和输入电阻、选择适当的运放器件、绘制电路图并进行仿真分析,最后实现电路和调试。

有源滤波器设计范例

有源滤波器设计范例

有源滤波器设计范例有源滤波器是一种仪器或电路,通过放大合适频率的信号,削弱不需要的频率的信号。

它由被放大的信号源、滤波器和放大器组成。

有源滤波器常用于音频、通信和信号处理等领域。

下面我们将介绍一个有源滤波器的设计范例。

设计目标:设计一个低通滤波器,截止频率为1kHz,增益为20dB。

输入信号幅度为1V,输出信号幅度应保持一致。

设计步骤:1.确定滤波器的类型和截止频率,由于我们需要一个低通滤波器,因此需要选择适合的操作放大器模型。

选择一个高增益的运放模型,比如OPA7412.确定滤波器的放大倍数,根据增益的要求,我们选择放大20dB,即放大倍数为10。

3.计算滤波器的截止频率,根据设计目标,截止频率为1kHz。

根据低通滤波器的特性,我们可以选择使用一个RC电路来实现,其中R为电阻,C为电容。

4. 计算滤波器的电阻和电容值,根据截止频率的公式,截止频率fc=1/(2πRC)。

根据给定的截止频率和选择的电阻值,计算出需要的电容值。

5.确定滤波器电阻和电容的实际可选择值,根据常用的电阻和电容系列,选择最接近计算得出的值的标准值。

6.绘制滤波器电路图,将运放、电阻和电容按照设计要求连接起来。

根据电路图,选择合适的电阻和电容标准值。

7.测试和调整滤波器,将设计好的电路安装到实际的电路板上。

连接一个信号发生器作为输入信号源,通过示波器测量输出信号的幅度。

8.监测滤波器输出信号的幅度,根据设计目标,输出信号应与输入信号保持一致,即保持1V的幅度。

9.调整滤波器的增益,通过调节电阻或电容的值,使输出信号的幅度达到1V。

10.测试滤波器截止频率的准确性,使用频谱仪监测滤波器输出信号的频率特性。

确保滤波器截止频率符合设计要求。

11.优化滤波器设计,根据测试结果和实际需求,对滤波器电路进行调整和优化,以获得更好的性能。

总结:。

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有源低通滤波器设计⒈设计一个截止频率fo为1000HZ的1阶有源低通滤波器(提示:集成运放使用μА741、取电容C=0.01uf,其他元件参数自行考虑)。

要求:①设计的电路、标明元件参数;②在OrCAD/PSpice平台上完成上述设计及仿真,测试1阶电路对应的幅频特性曲线。

⒉设计一个截止频率fo为1000HZ的2阶有源低通滤波器(提示:集成运放使用μА741、设计系数α=1.414,即Q=0.707、R1=R2=R,C1=C2=C,取电容C=0.01uf,其他元件参数自行考虑)。

要求:①设计的电路、标明元件参数;②在OrCAD/PSpice平台上完成上述设计及仿真,测试2阶电路对应的幅频特性曲线。

书写Pspice实践练习报告(自行)。

(一)Pspice简介Pspice是由SPICE(Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis)发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。

Pspice软件是一个通用的电路分析程序,它可以仿真和计算电路的性能。

由于该软件提供了丰富的元件库,使得各种常用元器件随手可得,在软件上我们可以搭接任何模拟和数字或者数模混合电路。

该软件使用的编程语言简单易学,对电路的计算和仿真快速而准确,强大的图形后处理程序可以将电路中的各电量以图形的方式显示在计算机的屏幕上,就像一个多功能、多窗口的示波器一样。

PSPICE软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能,以图形方式输入,自动进行电路检查,生成图表,模拟和计算电路。

它的用途非常广泛,不仅可以用于电路分析和优化设计,还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。

与印制版设计软件配合使用,还可实现电子设计自动化。

被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件,具有广阔的应用前景。

这些特点使得PSPICE受到广大电子设计工作者、科研人员和高校师生的热烈欢迎,国内许多高校已将其列入电子类本科生和硕士生的辅修课程。

电路设计软件有很多,它们各有特色。

如Protel和Tango,它对单层/双层电路板的原理图及PCB图的开发设计很适合,而对于布线复杂,元件较多的四层及六层板来说ORCAD 更有优势。

但在电路系统仿真方面,PSPICE可以说独具特色,是其他软件无法比拟的,它是一个多功能的电路模拟试验平台,PSPICE软件由于收敛性好,适于做系统及电路级仿真,具有快速、准确的仿真能力。

Pspice软件具有如下功能:(1)直流特性分析包括电路的静态工作点分析;直流小信号传递函数值分析;直流扫描分析;直流小信号灵敏度分析。

在进行静态工作点分析时,电路中的电感全部短路,电容全部开路,分析结果包括电路每一节点的电压值和在此工作点下的有源器件模型参数值。

这些结果以文本文件方式输出。

直流小信号传递函数值是电路在直流小信号下的输出变量与输入变量的比值,输入电阻和输出电阻也作为直流解析的一部分被计算出来。

进行此项分析时电路中不能有隔直电容。

分析结果以文本方式输出。

直流扫描分析可作出各种直流转移特性曲线。

输出变量可以是某节点电压或某节点电流,输入变量可以是独立电压源、独立电流源、温度、元器件模型参数和通用(Global)参数(在电路中用户可以自定义的参数)。

直流小信号灵敏度分析是分析电路各元器件参数变化时,对电路特性的影响程度。

灵敏度分析结果以归一化的灵敏度值和相对灵敏度形式给出,并以文本方式输出。

(2)交流分析包括频率特性(ACSweep)和噪声特性(Noise)分析。

PSPICE进行交流分析前,先计算电路的静态工作点,决定电路中所有非线性器件的交流小信号模型参数,然后在用户所指定的频率范围内对电路进行仿真分析。

频率响应分析能够分析传递函数的幅频响应和相频响应,亦即,可以得到电压增益、电流增益、互阻增益、互导增益、输入阻抗、输出阻抗的频率响应。

分析结果均以曲线方式输出。

PSPICE用于噪声分析时,可计算出每个频率点上的输出噪声电平以及等效的输入噪声电平。

噪声电平都以噪声带宽的平方根进行归一化。

它们的单位是V/Hz1/2。

(3)瞬态分析即时域分析,包括电路对不同信号的瞬态响应,时域波形经过快速傅里叶变换(FFT)后,可得到频谱图。

通过瞬态分析,也可以得到数字电路时序波形。

另外,PSPICE可以对电路的输出进行傅里叶分析,得到时域响应的傅里叶分量(直流分量、各次谐波分量、非线性谐波失真系数等)。

这些结果以文本方式输出。

(4)参数扫描包括温度特性分析(TemperatureAnalysis)和参数扫描分析(ParameTR_ic Analysis)。

(5)统计分析包括蒙托卡诺分析(MC,MonteCarlo)和最坏情况分析(WC,Worst Case)。

蒙特卡罗分析是分析电路元器件参数在它们各自的容差(容许误差)范围内,以某种分布规律随机变化时电路特性的变化情况,这些特性包括直流、交流或瞬态特性。

最坏情况分析与蒙特卡罗分析都属于统计分析,所不同的是,蒙特卡罗分析是在同一次仿真分析中,参数按指定的统计规律同时发生随机变化;而最坏情况分析则是在最后一次分析时,使各个参数同时按容差范围内各自的最大变化量改变,以得到最坏情况下的电路特性。

(6)逻辑模拟包括逻辑模拟(DigitalSimulation)、数/模混合模拟(MixedA/DSimulation)和最坏情况时序分析(Worst-Case timing Analysis)。

Pspice软件由于收敛性好,适于做系统及电路级仿真,具有快速,准确的仿真能力。

其主要优点有:(1)图形界面友好,易学易用,操作简单由Dos版本的PSPICE到Windows版本的PSPICE,使得该软件由原来单一的文本输入方式而更新升级为输入原理图方式,使电路设计更加直观形象。

PSPICE 6.0以上版本全部采用菜单式结构,只要熟悉Windows操作系统就很容易学,利用鼠标和热键一起操作,既提高了工作效率,又缩短了设计周期。

即使没有参考书,用户只要具备一定的英语基础就可以通过实际操作很快掌握该软件。

(2)实用性强,仿真效果好在PSPICE中,对元件参数的修改很容易,它只需存一次盘、创建一次连接表,就可以实现一个复杂电路的仿真。

如果用Protel等软件进行参数修改仿真,则过程十分繁琐。

在改变一个参数时,哪怕是一个电阻阻值的大小都需要重新建立网络表的连接,设置其他参数更为复杂。

(3)功能强大,集成度高Pspice内集成了许多仿真功能,如:直流扫描,交流分析,噪声分析,温度分析等,用户只需在所要观察的节点放置电压探针,就可以在仿真结果图中观察其情况,而且该软件还集成了许多数学运算,不仅为用户提供了加,减,乘,除等基本的数学运算,还提供了绝对值,对数,指数等基本的函数运算,这些都是其他软件所无法比拟的。

另外,用户还可以对仿真结果窗口进行编辑,如添加窗口,修改坐标,叠加图形等,还具有保存和打印图形的功能,这些功能都给用户提供了制作所需图形的一种快倢,简便的方法。

因此,Windows版本的Pspice更优于Dos版本的Pspice,它不但可以输入原理图方式,而且可以输入文本方式,因此它不失为电子工程师的好帮手。

Pspice的版本介绍现在流行的pspice版本如下:pspice8.0,集成pspice的Orcad10.5,集成Orcad的Cadence15.7等多个版本。

实验过程采用Orcad9.2。

Orcad9.2是一个过渡版本,内部包含pspice输入工具schematics(在以后的版本中已经取消了该输入方式)。

Orcad的原理图输入工具Capture(和Capture CIS)。

实验过程的操作以Capture为主。

(二)滤波器的简介滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件,将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。

对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路,就是滤波器,其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。

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)。

(三)滤波器的设计与仿真一、设计简介自已设计电路系统,构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。

利用Matlab或PSPICE 或PROTEL或其他软件仿真。

二、设计要求完成电路设计;学习用计算机画电路图;学会利用Matlab或PSPICE或其他软件仿真。

三、设计路线滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络,它允许某些频率次(通常是某个频率范围)的信号通过,而其他频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。

这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无缘滤波器,也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。

根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同,滤波器可分为低通滤波器(LPF),高通滤波器(HPF),带通滤波器(BPF),和带阻滤波器(BEF)四种。

从实现方法上可分为FIR,IIR滤波器。

从设计方法上可分为切比雪夫滤波器,巴特沃思滤波器。

从处理信号方面可分为经典滤波器和现代滤波器。

在这里介绍两种具体的滤波器设计方法:(1)切比雪夫滤波器:是在通带或阻带上频率响应幅度等波纹波动的滤波器。

在通带波动的为“I型切比雪夫滤波器”,在阻带波动的为“II型切比雪夫滤波器”。

切比雪夫滤波器在过渡带比巴特沃斯滤波器的衰减快,但频率响应的幅频特性不如后者平坦。

切比雪夫滤波器和理想滤波器的频率响应曲线之间的误差最小,但是在通频带内存在幅度波动。

这种滤波器来自切比雪夫多项式,因此得名,用以记念俄罗斯数学家巴夫尼提·列波维其·切比雪夫(Пафнутий Львович Чебышёв)。

(2)巴特沃斯滤波器:特点是通频带的频率响应曲线最平滑。

这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·巴特沃斯(Stephen Butterworth)在1930年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出的。

巴特沃斯滤波器的特性巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带则逐渐下降为零。

在振幅的对数对角频率的波得图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。

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