有源滤波器的设计和实现_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。
有源滤波器设计 实验报告
有源滤波器设计实验报告有源滤波器设计实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的重要组成部分，用于对信号进行滤波和处理。
有源滤波器是一种采用有源元件（如放大器）来增强信号处理能力的滤波器。
本实验旨在设计并实现一个有源滤波器，通过实验验证其滤波性能。
一、实验目的本实验的主要目的是设计和实现一个有源滤波器，通过调整电路参数和元件值，实现对不同频率信号的滤波。
同时，通过实验结果的分析，了解有源滤波器的工作原理和性能。
二、实验原理有源滤波器是一种利用有源元件（如运算放大器）来增强滤波器性能的电路。
常见的有源滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
它们分别通过选择合适的元件和电路拓扑结构来实现对不同频率信号的滤波。
三、实验步骤1. 根据设计要求，选择合适的电路拓扑结构和元件。
2. 按照电路图连接电路，并确保连接正确无误。
3. 根据设计要求，选择合适的元件值，并进行元件的选取和调整。
4. 使用信号发生器产生测试信号，并连接到有源滤波器的输入端。
5. 使用示波器测量有源滤波器的输出信号，并记录实验数据。
6. 根据实验数据，分析有源滤波器的滤波性能。
四、实验结果与分析通过实验，我们设计并实现了一个二阶有源低通滤波器。
在实验中，我们选择了合适的运算放大器和电容、电阻元件，并根据设计要求进行了调整。
实验结果显示，该有源滤波器能够有效滤除高频信号，只保留低频信号。
通过调整电路参数，我们还可以改变滤波器的截止频率，实现对不同频率信号的滤波。
五、实验总结本实验通过设计和实现有源滤波器，验证了其滤波性能。
通过调整电路参数和元件值，我们可以实现对不同频率信号的滤波。
有源滤波器在电子电路中具有重要的应用价值，能够对信号进行精确的滤波和处理。
通过本实验，我们对有源滤波器的工作原理和性能有了更深入的了解。
六、实验感想通过本次实验，我对有源滤波器的设计和实现有了更深入的理解。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接错误和元件值选择不准确等。
有源滤波器的设计实验报告
有源滤波器的设计实验报告有源滤波器的设计实验报告引言：滤波器是电子工程中常见的设备，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。
有源滤波器是一种常见的滤波器类型，它利用放大器的特性来增强滤波效果。
本实验旨在设计一个有源滤波器，探索其原理和应用。
一、实验背景滤波器是信号处理中重要的组成部分，广泛应用于通信、音频处理、图像处理等领域。
有源滤波器通过引入放大器来增强滤波效果，使得滤波器具有更好的性能和灵活性。
本实验将设计一个有源滤波器，以探索其在信号处理中的应用。
二、实验目的1. 了解有源滤波器的工作原理和特点；2. 学习有源滤波器的设计方法和步骤；3. 掌握实际搭建有源滤波器的技巧和调试方法；4. 分析有源滤波器的性能指标，如增益、带宽等。
三、实验原理有源滤波器由放大器和被动滤波器组成。
放大器起到放大输入信号的作用，同时也引入了放大器的特性和非线性失真。
被动滤波器则通过电容、电感和电阻等元件来选择特定频率范围内的信号。
有源滤波器的设计需要考虑放大器的增益、带宽和稳定性等因素。
四、实验步骤1. 确定滤波器的类型和频率范围。
根据实际需求选择低通、高通、带通或带阻滤波器，并确定所需的截止频率。
2. 选择适当的放大器。
根据滤波器的要求选择合适的放大器，考虑增益、带宽和稳定性等因素。
3. 计算滤波器的元件数值。
根据滤波器类型和截止频率计算所需的电容、电感和电阻数值。
4. 搭建滤波器电路。
根据计算结果，选择合适的元件进行电路搭建。
5. 进行滤波器的调试和优化。
通过实际测试，调整电路参数，优化滤波器的性能。
6. 测试滤波器的性能指标。
测量滤波器的增益、带宽和相位响应等指标，评估滤波器的性能。
五、实验结果与分析通过实验，我们成功设计并搭建了一个低通滤波器。
经过调试和优化，该滤波器在截止频率为1kHz时，具有20dB的增益，-3dB的带宽为500Hz。
实验结果表明，有源滤波器可以有效地选择特定频率范围内的信号，并增强滤波效果。
有源滤波器的设计和实现_课程设计.
成绩齐鲁理工学院课程设计说明书题目有源滤波器设计课程名称模拟电子技术B二级学院机电工程学院专业自动化班级 2015级学生姓名李德顺学号 201510532020指导教师臧红岩范卉青设计起止时间：2016年12月19日至2016年12月23日目录一、设计任务与要求 (2)二、设计方案 (3)2.1 总方案设计 (3)2.1.1 方案框图 (3)2.1.2 子框图的作用 (3)2.1.3 方案选择 (3)三、设计原理与电路 (5)3.1 单元电路的设计 (5)3.1.1 原理图设计 (5)3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 (6)3.2 元件参数的计算 (8)3.2.1 二阶低通滤波器 (8)3.2.2 二阶高通滤波器 (9)3.2.3 二阶带通滤波器 (9)3.3 元器件选择 (9)3.4 工作原理 (10)四、电路的组装与调试 (11)4.1 MultiSim电路图 (11)4.2 MultiSim仿真分析 (13)五、设计心得 (16)附录 (16)附录Ⅰ元件清单 (17)附录Ⅱ Protel原理图 (17)参考文献 (18)有源滤波器设计摘要：在《模拟电子技术基础》的学习基础上，针对课设要求，设计了多重反馈有源带通滤波器。
本次设计，是有电阻、电容、放大器组成的电路。
该滤波器的中心频率是10KHz。
该滤波器阻值低于50Hz和高于20Hz频率的信号通过，只允许50Hz到20KHz之间的信号通过。
该滤波器属于有源滤波器，由无源元件和有源元件组成。
这类滤波器的优点是：带内的信号不仅没有消耗能量，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相连是相互影响很小。
设计用到了LM324放大器，它既可接单电源使用（3~30V），也可以接双电源使用（±1.5~±15V），不需要调零。
关键词：RC网络；反馈网络；运算放大器；滤波器1 任务与要求1.1 设计任务有源滤波器是由有源元件和无源元件(一般是R 和C)共同组成的电滤波器，和无源滤波器相比，它的设计和调整过程较简便，此外还能提供增益。
有源滤波器的设计
有源滤波器的设计课程设计报告题⽬：有源滤波器的设计院（系）：南湖学院机电系专业：电⼦信息⼯程学⽣姓名：陈知欧阳维俊学号：2412220127224122201254指导教师：陈松2014年4⽉22 ⽇⽬录1设计任务 (2)2 设计要求 (2)3设计说明 (2)4设计原理 (2)5 制板及调试 (5)5.1 DXP注意事项 (5)5.2 制作pcb板的流程 (5)5.３调试 (6)6课程设计总结 (7)附录 (9)⼀、设计任务1、设计⼀滤波；2、已知某⼀信号含有两种成分：1000Hz、0.5V和10000Hz、5V两种正弦波信号由滤波器设计指标计算电路元件参数；3、设计滤波器有效分离两种信号。
⼆、设计要求1、设计1000Hz、0.5V和10000Hz、5V两个信号源；2、设计⼀加法器，将产⽣的两个信号相加；3、两信号源的误差不超过1%；4、加法器输⼊端接地时，其输出噪声⼩于10mV；5、最终分离的信号的幅度与原信号幅度之差不⼤于100mV。
三、设计说明1、放⼤器可选⽤LM324、NE5532、TL062\TL082等；2、注意预留测试端⼦。
四、设计原理有源滤波器: 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。
从功能来讲有源滤波器分为：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）。
其中前四种滤波器间互有联系，LPF与HPF间互为对偶关系。
当LPF的通带截⽌频率⾼于HPF的通带截⽌频率时，将LPF与HPF相串联，就构成了BPF，⽽LPF与HPF并联，就构成BEF。
在实⽤电⼦电路中，还可能同时采⽤⼏种不同型式的滤波电路。
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。
有源滤波器的设计实验报告
有源滤波器的设计实验报告引言滤波器是电子工程中常用的电路元件，用于削弱或增强信号中的某些频率成分。
有源滤波器是一种由放大器和无源滤波器组成的电路，具有较好的增益和频率选择性能。
本实验旨在设计一个有源滤波器，以满足特定的频率响应要求。
设计目标本实验的设计目标是实现一个低通滤波器，其截止频率为f0，并具有一定的增益。
为了实现这一目标，需要选择合适的滤波器类型和电路参数。
设计步骤以下是设计有源滤波器的步骤：步骤一：选择滤波器类型根据设计要求，本实验选择了巴特沃斯滤波器作为设计基础。
巴特沃斯滤波器是一种常用的滤波器，具有平坦的通频带和陡峭的衰减特性。
步骤二：确定截止频率根据设计要求，截止频率f0已知。
在巴特沃斯滤波器中，截止频率与极点有关。
通过选择合适的极点位置，可以实现所需的截止频率。
步骤三：选择放大器类型有源滤波器需要一个放大器来提供增益。
常见的放大器类型有运算放大器和差动放大器。
本实验选择了运算放大器作为放大器类型，因为它具有简单的电路结构和较好的性能。
步骤四：计算电路参数根据所选的滤波器类型和放大器类型，可以计算出所需的电路参数。
包括放大器增益、电阻和电容值等。
步骤五：电路实现根据计算结果，可以开始设计电路。
根据电路参数计算电阻和电容值，并连接电路元件。
在连接电路之前，需要对电路进行仿真和检验。
步骤六：测量和调试完成电路连接后，需要进行测量和调试。
使用信号发生器输入测试信号，并使用示波器观察输出信号。
根据观察结果，调整电路参数和放大器增益，直到达到设计要求。
实验结果经过以上步骤的设计和调试，我们成功实现了一个具有截止频率为f0的低通滤波器。
实验结果显示，该滤波器在通频带范围内具有平坦的频率响应，并且在截止频率附近具有陡峭的衰减特性。
结论本实验通过使用巴特沃斯滤波器和运算放大器的组合，成功设计了一个满足特定频率响应要求的有源滤波器。
实验结果证明了设计的可行性和有效性。
有源滤波器在电子工程中具有广泛的应用，可以用于信号处理、音频放大和仪器测量等领域。
01设计举例有源滤波器设计与制作
01设计举例有源滤波器设计与制作有源滤波器是一种使用有源元件（如晶体管或运算放大器等）的滤波器，它可以增加信号的幅度，改变频率响应，并且具有较低的输出阻抗。
本文将详细介绍一个有源滤波器的设计与制作过程。
首先，我们选择一个二阶巴特沃斯低通滤波器作为设计示例。
第一步是选择适当的滤波器类型。
巴特沃斯滤波器是一种常见的滤波器类型，它具有平坦的通频带响应和陡峭的阻频带响应。
在本例中，我们选择一个截止频率为1kHz的巴特沃斯低通滤波器。
第二步是确定滤波器的阶数。
阶数越高，滤波器的斜率会越陡。
在本例中，我们选择一个二阶滤波器，因为它可以提供足够的滤波效果，并且较为容易实现。
接下来，我们需要进行滤波器的电路设计。
有源滤波器的电路通常由一个有源元件（如晶体管或运算放大器）和被动元件（如电阻、电容和电感）组成。
在本例中，我们选择使用一个运算放大器作为有源元件，并结合电容和电阻来构建滤波器。
通过选择合适的电阻和电容数值，我们可以实现所需的截止频率和增益。
在电路设计中，我们需要考虑各个元件的频率特性以及它们之间的相互影响。
通过使用标准的电路设计工具，如SPICE仿真软件，我们可以模拟电路的频率响应并进行优化。
在滤波器电路设计完成后，我们需要进行电路的布局和连接。
在布局设计中，我们应注意减少元件之间的干扰和交叉耦合。
在连接电路时，我们应选择适当的导线和连接器，并确保电路的正确连接。
完成电路的布局和连接后，我们需要对电路进行测试和调试。
通过使用信号发生器和示波器，我们可以检查滤波器的频率响应和增益，并进行必要的调整。
一旦滤波器的设计和调试都完成了，我们可以进行电路的制作。
我们可以选择将电路制作在芯片上或者使用电路板来制作。
在制作电路板时，我们需要进行电路板的布线和钻孔。
通过使用专业的电路板制作设备，我们可以实现高质量的电路板制作。
完成电路板的制作后，我们可以焊接和安装所有的电子元件。
在焊接过程中，我们应注意避免过热和短路。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
成绩齐鲁理工学院课程设计说明书题目有源滤波器设计课程名称模拟电子技术B二级学院机电工程学院专业自动化班级 2015级学生姓名李德顺学号 201510532020指导教师臧红岩范卉青设计起止时间：2016年12月19日至2016年12月23日目录一、设计任务与要求 (2)二、设计方案 (3)2.1 总方案设计 (3)2.1.1 方案框图 (3)2.1.2 子框图的作用 (3)2.1.3 方案选择 (3)三、设计原理与电路 (5)3.1 单元电路的设计 (5)3.1.1 原理图设计 (5)3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 (6)3.2 元件参数的计算 (8)3.2.1 二阶低通滤波器 (8)3.2.2 二阶高通滤波器 (9)3.2.3 二阶带通滤波器 (9)3.3 元器件选择 (9)3.4 工作原理 (10)四、电路的组装与调试 (11)4.1 MultiSim电路图 (11)4.2 MultiSim仿真分析 (13)五、设计心得 (16)附录 (16)附录Ⅰ元件清单 (17)附录Ⅱ Protel原理图 (17)参考文献 (18)有源滤波器设计摘要：在《模拟电子技术基础》的学习基础上，针对课设要求，设计了多重反馈有源带通滤波器。
本次设计，是有电阻、电容、放大器组成的电路。
该滤波器的中心频率是10KHz。
该滤波器阻值低于50Hz和高于20Hz频率的信号通过，只允许50Hz到20KHz之间的信号通过。
该滤波器属于有源滤波器，由无源元件和有源元件组成。
这类滤波器的优点是：带内的信号不仅没有消耗能量，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相连是相互影响很小。
设计用到了LM324放大器，它既可接单电源使用（3~30V），也可以接双电源使用（±1.5~±15V），不需要调零。
关键词：RC网络；反馈网络；运算放大器；滤波器1 任务与要求1.1 设计任务有源滤波器是由有源元件和无源元件(一般是R 和C)共同组成的电滤波器，和无源滤波器相比，它的设计和调整过程较简便，此外还能提供增益。
本课程设计选择二阶有源滤波器作为主要研究对象。
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Multisim 仿真软件进行仿真。
1.2 设计要求（1）设计电路图，确定前置放大电路，有源滤波电路，功率放大电路的方案，并使用相应绘图软件画出设计电路，包括低通、高通和带通；（2）所设计的滤波器不仅有滤波功能，而且能起放大作用，负载能力要强；（3）根据给定要求和电路原理图计算和选取单元电路的元件参数；（4）用Multisim 仿真软件对滤波器进行仿真，记录仿真结果。
2 设计方案2.1 总方案设计2.1.1方案框图图2.1.1 RC 有源滤波总框图2.1.2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。
RC 网络 反馈网络放大器（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。
2.1.3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。
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）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）pF3 设计原理与电路3.1 单元电路的设计3.1.1 原理图设计（1）低通滤波器低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。
如图3.1.1.1（a）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。
它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。
图3.1.1.1（b）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。
图3.1.1.1二阶低通滤波器（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。
将图3.1.1.1低通滤波电路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，如图 3.1.1.2(a)所示。
高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系。
图3.1.1.2（b）为二阶高通滤波器幅频特性曲线。
图3.1.1.2 二阶高通滤波器（3）带通滤波器带通滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。
典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成。
如图3.1.1.3（a）所示。
本电路的优点是改变Rf 和R4的比例就可改变频宽而不影响中心频率。
图3.1.1.3（b）为二阶高通滤波器的幅频特性曲线。
图3.1.1.3 二阶带通滤波器3.1.2 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，根据要求我们仅研究低通、高通、带通三种滤波器。
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。
（1）滤波器的传输函数表3.1.2.1 二阶RC 滤波器的传输函数表 类型传输函数 性能参数低通——电压增益——低、高通滤波器的截止角频率—带通的中心角频率 BW ——带通滤波器的带宽 高通带通（2）单元电路性能参数1）低通滤波器二阶低通滤波器的通带增益截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。
品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。
2）高通滤波器二阶高通滤波器的通带增益截止频率，它是二阶高通滤波器通带与阻带的界限频率。
品质因数，它的大小影响高通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。
3）带通滤波器通带增益中心频率通带宽度选择性3.2 元件参数的计算3.2.1 二阶低通滤波器二阶低通滤波器性能参数表达式为ωC2＝１/（CC1RR1）Q=0.707ωC/Q=1/R1C+1/R2C+(1+A V)/R2C1A V=1+R4/R33.2.2 二阶高通滤波器二阶高通滤波器性能参数表达式为ωC2＝１/（CC1RR1）Q=0.707ωC /Q=1/R1C+1/R2C+(1+A V)/R2C1AV=1+R4/R33.2.3 二阶带通滤波器二阶带通滤波器性能参数表达式为ωC2＝(1/R1+1/R3)/R2C2Q=ω0/B WA V=1+R4/R5(A V≤2)3.3 元器件选择电阻的选择：根据参数计算得的结果和市场上所出售的请况而选择，见附录清单。
电容的选择：根据电阻的确定和规定的截止频率而选择，见附录清单。
运放的选择：本电路选择了八管脚的UA741单运放。
其管脚图如下，图3.2.1 Ua741管脚图图3.2.2 uA741 内部原理图3.4 工作原理滤波电路是一种能使有用频率通过，同时抑制无用成分的电路。
滤波电路种类很多，由集成运算放大器、电容和电阻可构成有源滤波器。
有源滤波器不用电感，体积小，重量轻，有一定的放大能力和带负载能力。
由于受到集成运算放大器特性的限制，有源滤波器主要用于低频场合。
有源滤波器有低通、高通、带通和阻带等电路。
低通滤波电路指低频信号能通过而高频信号不能够通过的电路，高频滤波电路则与低频滤波电路相反，带通滤波电路是指某一段的信号能通过而该频段之外的信号不能通过的电路，带阻滤波器和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过（或受到很大衰减或抑制），而在其余频率范围，信号则能顺利通过。