四阶有源高通滤波器课程设计
RC高通有源滤波器课程设计报告
课程设计设计题目RC高通有源滤波器学生姓名学号专业班级指导教师设计类型：信号与系统课程设计设计制作一个增益可调，截止频率C=3000Hz的RC有源高通滤波器阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器；查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数值；用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）；由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。
按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发生器、示波器，测试电路的频响。
分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改进方法。
撰写课程设计报告。
课程设计题目：设计制作一个增益可调，截止频率=3000Hz的RC有源高通滤波器要求如下：阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器；查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数值；用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）；由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。
按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发生器、示波器，测试电路的频响。
分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改进方法。
撰写课程设计报告。
二. 课程设计目的：理解RC有源滤波器，学习RC有源滤波器的设计方法，由滤波器设计指标计算电路元件参数。
掌握应用Multisim软件；掌握常用元器件的识别和测试，测量有源滤波器的幅频特性；熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；体会课程设计的过程，通过理论联系实际，提高和培养创新能力，提高实践能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。
课程设计环境：Multisim介绍Multisim是Interctive Image Technologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。
【精品】基于Pspice四阶带通滤波器的设计与实现毕业设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)毕业论文目录 (1)引言 (3)1 OrCADPspice9.2简介 (4)1.1 由来 (4)1.2、PSpice的优越性 (5)2、四阶带通滤波器 (6)2.1 设计原理 (6)2.1.1 带通滤波电路 (6)2.1.2 四阶带通滤波器电路图 (12)2.2 四阶带通滤波器电路仿真与分析 (13)2.3 四阶带通滤波器的印制电路板设计 (19)3 实际电路的验证 (22)4 结束语 (26)参考文献： (27)1全文共21 页4356 字毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
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4阶Cheby-shev有源滤波器的设计方案
4阶Cheby-shev有源滤波器的设计方案高性能滤波器是现代信号处理的一种基本电路，传统的设计思想和方法运算量大，实现困难。
在信号处理的各种应用中，电子线路的输入信号都含有各种频率分量，其包含的分量有有用信号和干扰信号。
对于无用的信号需将其滤除或尽量地抑制到最低，这种对无用频率分量加以滤除或抑制的电路就是滤波器。
Chebyshev有源滤波器有特定的中心频率信号，抑制和滤除其它频段的信号，在各种电子电路、自动控制电路中应用广泛。
利用OrCAD/Pspice将电路原理图绘制完成就可以使用实现电路的仿真分析。
在电路的分析和优化设计中，可以随时调整电路结构，再次进行模拟分析，最终达到设计要求。
其中Probe 模块，可以在模拟结束后显示结果信号波形。
而且，还可以对波形进行各种运算处理，包括提取电路特性参数，分析电路特性参数和最大增益分布直方图。
它可以对电路进行高性能的分析，是模拟电路分析的高级形式，可以对模拟结果再分析处理，以提取更多的信息。
文中设计也应用了此模块，进行了Monte Carlo分析。
1 一阶低通滤波器一阶低通滤波器由RC电路和放大器组成，电路原理，。
系统函数为式(1)ω0=2πf0=1/R3C1中为特征频率，Aup=1+R1/R2为通带电压增益，取电源电压V-=-15 V，V+=15 V。
画出一阶低通滤波器的幅频特性，。
由图2可知，当归一化频率f0≥940 kHz时，幅频特性的斜率为20 dB/10倍频，衰减的速度比较快，与理想的矩形幅频特性相差较远，过渡带较宽，如果有通带外信号，其衰减速度比较慢。
故一阶低通滤波器只能用于性能要求不高的场合，若要求特性下降斜率大，对通带外信号衰减速度快，则只能应用二阶或者更高阶的滤波器电路。
2 二阶低通滤波器二阶低通滤波器由两个RC和放大电路组成，电路原理，。
采用正反馈技术将f0点附近的电压增益值提高，形成压控电源低通滤波器。
实验十九 四阶巴特沃斯滤波器
实验十九 四阶巴特沃斯滤波器一、实验目的1． 了解巴特沃斯滤波器的频率响应特性。
2． 掌握根据频率响应特性求网络传递函数()a H s ，并根据()a H s 来设计滤波器的方法。
二、实验内容1． 列写四阶巴特沃斯低通、高通和带通滤波器的网络函数。
2． 用示波器观察四阶巴特沃斯滤波器的幅频特性曲线。
3． 熟悉四阶巴特沃斯滤波器的设计方法。
三、实验仪器1． 信号与系统实验箱 一台 2． 信号系统实验平台3． 四阶巴特沃斯滤波器模块（DYT3000-65） 一块 4． 20MHz 双踪示波器 一台 5． 连接线若干四、实验原理实际的滤波电路往往难以达到理想的要求，如要同时在幅频和相频响应两方面都满足要求就更为困难。
因此，只有根据不同的实际需要，寻求最佳的近似理想特性。
例如，可以主要着眼于幅频响应，而不考虑相频响应；也可以从满足相频响应出发，而把幅频响应居于次要位置。
介绍一种最简单也是最常用的滤波电路——巴特沃斯滤波电路（又叫最平幅度滤波电路）。
这种滤波电路对幅频响应的要求是：在小于截止频率c ω的范围内，具有最平幅度的响应，而在c ωω>后，幅频响应迅速下降。
对于低通滤波电路来说，3dB 截止角频率c H n ωωω==。
n 阶低通滤波电路幅频响应的一般形式()cj A ωω=（式19-1）因为2()cj A ωω是偶次函数，所以c ω的奇次幂会出现。
考虑到在1c ω<时，巴特沃斯低通滤波电路的幅频响应是平坦的。
而在1c ω<时，主要是c ωω的低次项对分母起作用而使()cj A ωω下降。
如果()cj A ωω只与c ωω的高次项有关，则能较好的满足上述条件。
因此式19-1可写成()cj A ωω=（式19-2）这就是巴特沃斯低通滤波电路的特性方程。
由于1c ω=时，增益减小3dB ，由式19-2有2222(1)o o n A A K =+，可得21n K =，因而式19-2变为()cj A ωω=（式19-3）为便于归一化处理，引用归一化复频率S （c c S s j ωω==），这样在式中用s j 代替c ω，则得222()1(1)on nA A s S =+- （式19-4） 根据数学关系式2()()C jD C jD C jD +=+-，所以有222()()()1(1)on nS j cA A s A s A s S ωω==-=+- 则()()A s A s -的极点应满足21(1)0nnS +-= （式19-5）由式19-4的根便可以求出滤波电路的网络函数A （S ）。
有源滤波器报告----课设
沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：有源滤波器系别班级学生姓名学号指导教师职称讲师孟祥斌助教起止日期： 2008年 12月22日起——至2009年1月2日止教研室主任李川 2008年 12月 10日设计题目：有源滤波器1设计任务：分别设计有源（低通、高通、带通、带阻）滤波器。
2设计目的：（1）能独立查阅、整理、分析有关资料；（2）能用模拟分立元件或集成电路完成设计任务；（3）掌握运算放大和滤波器电路原理。
3基本要求：(1)设计一个有源低通滤波器，要求该电路Aup=2,阻带区以10 dB/倍频程的斜率衰减；(2)设计一个有源高通滤波器，要求该电路Aup=2,阻带区以20 dB/倍频程的斜率衰减；(3)设计一个有源带通滤波器，fL=300Hz,fH=3kHz,要求该电路Aup=1,阻带区以10 dB/倍频程的斜率衰减；(4)设计一个有源带阻滤波器，fL=1kHz,fH=10kHz,要求该电路Aup=1,阻带区以20 dB/倍频程的斜率衰减；(5)以上设计均采用集成运放，并画出幅频特性曲线。
4发挥部分：能用硬件电路完成全部或部分功能。
沈阳工程学院模拟电子课程设计成绩评定表系（部）：自动控制工程系班级：电子072班学生姓名：温晓晨摘要现在有源滤波器已应用于电子各种领域中，随着科技的发展，电子的应用越来越广泛，有源滤波器已在电子世界中占有了一定的地位有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
它是在运算放大器的基础上增加一些R、C 等无源元件而构成的。
通常有源滤波器分为：低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）。
由于一阶滤波器的滤波效果较差，在阻带区以20dB/十倍频程衰减，要使滤波器以更好的滤波效果40dB/十倍频程、60dB/十倍频程、80dB/十倍频程衰减，可以用二阶、三阶、四阶滤波电路。
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。
滤波器课程设计报告
滤波器课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握滤波器的定义、分类和工作原理；2. 学生能够运用滤波器的相关知识，分析并解决实际电路中的信号处理问题；3. 学生了解滤波器在电子技术领域的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够根据实际需求，设计并搭建简单的滤波器电路；2. 学生通过实验和仿真，学会测试和优化滤波器性能的方法；3. 学生掌握使用相关软件工具（如Multisim、MATLAB等）进行滤波器设计与分析的基本操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发他们探索未知、创新实践的欲望；2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在小组讨论和实验中积极思考、互相学习的能力；3. 提高学生面对实际问题时，运用所学知识解决问题的自信心和责任感。
课程性质：本课程属于电子技术领域，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生处于高中年级，具有一定的物理基础和电子技术知识，对实验操作和实际应用有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和实际应用能力的培养。
在教学过程中，分解课程目标为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 滤波器基础知识：- 滤波器的定义、分类及工作原理；- 滤波器的频率响应特性分析；- 滤波器在实际电路中的应用。
2. 滤波器设计与搭建：- 不同类型滤波器的设计方法；- 滤波器电路的搭建与调试；- 滤波器性能的测试与优化。
3. 滤波器仿真与实验：- 使用Multisim、MATLAB等软件进行滤波器设计与分析；- 搭建实际滤波器电路，进行性能测试；- 对比仿真与实验结果，分析误差产生原因。
教学内容安排与进度：1. 第一周：滤波器基础知识学习；2. 第二周：滤波器设计与搭建；3. 第三周：滤波器仿真与实验；4. 第四周：总结与评价。
教材章节关联：1. 《电子技术基础》第四章：滤波器与信号处理；2. 《电子线路设计》第三章：滤波器设计与搭建；3. 《电子测量与仪器》第二章：滤波器性能测试与优化。
高通滤波器的课程设计
高通滤波器的课程设计一、教学目标本节课的学习目标主要包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要理解高通滤波器的基本原理，掌握其在信号处理中的应用；了解高通滤波器的频率响应特性，并能够运用相关公式进行计算。
2.技能目标：学生能够运用高通滤波器对实际信号进行处理，掌握滤波器的设计和实现方法；能够利用编程语言或相关软件对信号进行滤波处理，并分析处理结果。
3.情感态度价值观目标：培养学生对信号处理领域的兴趣，提高学生解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。
在制定教学目标时，需要分析课程性质、学生特点和教学要求，明确课程目标，并将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.高通滤波器的基本原理：介绍高通滤波器的定义、作用以及其在信号处理中的应用，解释高通滤波器的频率响应特性。
2.高通滤波器的频率响应特性：讲解高通滤波器的频率响应公式，分析不同参数对滤波器性能的影响，并通过实例进行说明。
3.高通滤波器的设计与实现：介绍高通滤波器的设计方法，包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等，并讲解如何在实际信号中应用高通滤波器。
4.滤波器编程实践：利用编程语言或相关软件，对学生进行高通滤波器的编程实践训练，使其能够熟练地对信号进行滤波处理。
教学内容的安排和进度要合理，确保学生能够逐步掌握高通滤波器的相关知识和技能。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：教师对高通滤波器的基本原理和频率响应特性进行讲解，使学生能够理解并掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析实际信号处理中的案例，使学生能够了解高通滤波器的应用场景，并学会如何设计滤波器。
3.实验法：让学生利用编程语言或相关软件进行高通滤波器的编程实践，提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
4.讨论法：在课堂上学生进行小组讨论，鼓励学生分享自己的观点和心得，培养学生的团队合作精神。
四阶有源高通滤波器课程设计
模拟电子技术课程设计报告书课题名称 四阶有源高通滤波器姓 名 邓平 学 号 1012201-29 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程专业指导教师胡赛纯2011年 12 月12日※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2010级电子信息工程 模拟电子技术课程设计四阶有源高通滤波器电路的设计1设计目的（1）初步掌握一般电子电路设计的方法，得到一些工程设计的初步训练，并为以后的专业课学习奠定良好的基础。
（2）利用教材中有源滤波器的理论知识，并查阅必要的资料设计一个四阶有源高通滤波器。
（3）通过对电子技术的综合运用，使学到的理论知识相互融会贯通，在认识上产生一个飞跃。
2 设计思路（1）设计二阶高通滤波器的电路图，计算出电路元件的参数。
（2）在二阶高通滤波器电路的基础上，将两个二阶高通滤波器电路串联，得到一个四阶有源高通滤波器电路。
（3）将设计好的电路图放到Multisim 仿真软件中进行仿真 （4）观察滤波器的幅频特性和测量技术指标参数3 设计方案3.1 二阶高通滤波器电路图1是一个无源二阶高通滤波器电路，为了提高它的滤波性能和带负载的能力，将该无源网络接入由运放组成的放大电路，组成二阶有源RC 高通滤波器。
高通滤波电路的传递函数为:2002200()()()/i U s s H s A U s s sw Q w ==++图1 是一个二阶高通滤波器其传输函数为：22()()1(3)()v vp vp sCR A s A A sCR sCR =•+-+通带放大倍数：11f up R A R =+截止频率：12pf RCπ=品质因数：13upQ A =-3.2 四阶高通滤波器电路四阶高通滤波器的特点是，只允许高于截止频率的信号通过，通过两个二阶高通滤波器电路的串联可得一个四阶高通滤波器电路。
下图是四阶高通滤波器的理想物理模型：图2 四阶高通滤波电路3.3 设计分析3.3.1 四阶有源高通滤波器相关参数（1）通带增益12vp vp vp A A A =•5111vp R A R =+7231vp R A R =+（2）传递函数22()()1(3)()v vp vp sCR A s A A sCR sCR =•+-+（3）频率响应令011,23vpf Q CR A π==-，则可得出频响表达式20011()()vpv A A f f j f Q f=-+3.3.2 参数计算截止频率f=50Hz 的高通滤波器电容器C 的容量应在微法数量级上，电阻的阻值应在几百千欧以内。
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模拟电子技术课程设计报告书
课题名称 四阶有源高通滤波器
姓 名 邓平 学 号 1012201-29 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程专业
指导教师
胡赛纯
2011年 12 月12日
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2010级电子信息工程 模拟电子技术课程设计
四阶有源高通滤波器电路的设计
1设计目的
（1）初步掌握一般电子电路设计的方法，得到一些工程设计的初步训练，并为以后的专业课学习奠定良好的基础。
（2）利用教材中有源滤波器的理论知识，并查阅必要的资料设计一个四阶有源高通滤波器。
（3）通过对电子技术的综合运用，使学到的理论知识相互融会贯通，在认识上产生一个飞跃。
2 设计思路
（1）设计二阶高通滤波器的电路图，计算出电路元件的参数。
（2）在二阶高通滤波器电路的基础上，将两个二阶高通滤波器电路串联，得到一个四阶有源高通滤波器电路。
（3）将设计好的电路图放到Multisim 仿真软件中进行仿真 （4）观察滤波器的幅频特性和测量技术指标参数
3 设计方案
3.1 二阶高通滤波器电路
图1是一个无源二阶高通滤波器电路，为了提高它的滤波性能和带负载的能力，将该无源网络接入由运放组成的放大电路，组成二阶有源RC 高通滤波器。
高通滤波电路的传递函数为:
2
002
2
00
()()()/i U s s H s A U s s sw Q w ==++
图1 是一个二阶高通滤波器
其传输函数为：
2
2
()()1(3)()
v vp vp sCR A s A A sCR sCR =•+-+
通带放大倍数：
1
1f up R A R =+
截止频率：
1
2p
f RC
π=
品质因数：
13up
Q A =
-
3.2 四阶高通滤波器电路
四阶高通滤波器的特点是，只允许高于截止频率的信号通过，通过两个二阶高通滤波器电路的串联可得一个四阶高通滤波器电路。
下图是四阶高通滤波器的理想物理模型：
图2 四阶高通滤波电路
3.3 设计分析
3.3.1 四阶有源高通滤波器相关参数
（1）通带增益
12vp vp vp A A A =•
5
1
1
1vp R A R =+
7
2
3
1vp R A R =+
（2）传递函数
2
2
()()1(3)()
v vp vp sCR A s A A sCR sCR =•+-+
（3）频率响应
令
011
,23vp
f Q CR A π==
-，则可得出频响表达式
20011()()
vp
v A A f f j f Q f
=
-+
3.3.2 参数计算
截止频率f=50Hz 的高通滤波器
电容器C 的容量应在微法数量级上，电阻的阻值应在几百千欧以内。
现选择电容大小C 1=C 2=C 3=C 4=0.1uF ，则根据公式可得：
1/(2)1/(2 3.14500.0000001)31.8R f C π=**=⨯⨯⨯=千欧 。
所以选择： R=R=31.8千欧，C 1=C 2=C 3=C 4=0.1uF ，R f =33千欧，R 1=31.8千欧，则：A 0=1+R f /R 1=2.03（符合Aup<3,能稳定工作）。
3.3.3 器件选择
器件：
1、导线 若干
2、函数发生器 一台
3、示波器 一台
4、电阻 若干
5、电容 四个
6、直流稳压电源 一个
4 Multisim 仿真图及仿真结果
4.1 仿真电路
由上述各电路设计方案的论证以及电路中各元件正确的选择构成了下面整
体的四阶有源高通滤波电路仿真电路图如下：
图3 四阶有源高通滤波器电路图
4.2 仿真结果
如图4滤波器的波特图，从图中我们可以看到输入信号频率小于51.36Hz 的很少通过电路，小很多的完全被截止，只有大于51.36Hz的信号可以完全通过。
图4 仿真幅值，截止频率
如图5所示：输入、输出的波形图（红色为输入，绿色为输出）；输入信号的频率为20Hz，从图中对比输入和输出的波形图可以看出低频率信号被截止。
图5输入信号的频率f=20Hz的输入，输出波形图
如图6所示：输入、输出的波形图（红色为输入，绿色为输出）；输入信号的频率为60Hz，从图中对比输入和输出的波形图可以看出高频信号可通过。
图6 输入信号的频率f=60Hz的输入，输出波形图
5 主要应用软件
Mulitisim仿真软件
函数编辑器
6 设计体会与建议
6.1 设计体会
本次课程设计让我们了解了滤波器的工作原理以及分类，也让我们熟悉了函数发生器与示波器的操作，熟悉并学会选用电子元器件，对理论知识有了更深刻的理解。
通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程我们确实很辛苦，但苦中更有乐，对我而言，知识上的收获更重要，精神上的丰收更加可喜。
6.2 建议
此次课程设计是我们的第一次课程设计，在设计过程中我们遇到一些不懂的专业知识，都是在网上查阅了解，所以在以后的实践设计中希望老师能够多加指导，这样可以帮我们节省更多时间，提高做设计的效率，但也因为这样才使得我们有更多的机会去独立思考和实践。
希望学校以后能够给我们更多这样的实践机会，这样才能真正的加强我们的专业技能，为以后的工作奠定好基础，同样的这样的实践也改变了我们对专业知识的思考思维，从本质上加强了我们对专业的兴趣。
在以后的课程设计中希望学校尽量出没有前例的课题，这样才会真正的考验同学们的能力，让他们从全新的设计中学习更多的知识。
7 参考文献
《电子技术基础》（第五版）主编：康华光
《模拟电子技术基础》（第三版）主编：童诗白华成英。