电子设计大赛(模电)
电子设计大赛报告.doc
自动搬运机器人王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2（1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师）【摘要】本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。
，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。
以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。
目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。
自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。
该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。
该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。
【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。
1.系统方案选择和论证1．1 系统基本方案根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。
系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。
信号检测部分包括黑线检测模块。
系统方框图如图1.1.1图1.1 系统方框图1．2各模块方案的比较与论证（1）控制器模块根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。
方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。
方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件的核心。
AT89S52单片机作为系统控制器。
它的功耗低，技术成熟，成本低，引脚较少，硬件布线简单，并且与51系列单片机兼容，AT89S52作为处理传感器传来的信号和控制转电动机的正反转以及数码管显示的核心部件，这样的设计不仅可以降低成本，还可以使系统更加稳定。
集成电路设计及应用比赛赛题
集成电路设计及应用比赛赛题1. 数字电路设计，这部分赛题要求参赛者设计和实现特定的数字电路，例如计数器、状态机、数据存储器等。
参赛者需要理解数字电路的基本原理和逻辑门的使用，并能够根据给定的要求设计出满足功能和性能需求的电路。
2. 模拟电路设计，这部分赛题要求参赛者设计和实现特定的模拟电路，例如放大器、滤波器、振荡器等。
参赛者需要掌握模拟电路的基本原理和常用电路拓扑结构，能够根据给定的要求设计出满足性能指标的电路。
3. 混合信号电路设计，这部分赛题要求参赛者设计和实现同时包含数字和模拟电路的混合信号电路。
参赛者需要综合运用数字电路和模拟电路的知识，设计出满足功能和性能需求的混合信号电路。
4. 特定应用电路设计，这部分赛题要求参赛者根据特定的应用需求设计和实现相应的电路。
例如，设计一个音频处理电路、图像处理电路或者通信接口电路等。
参赛者需要理解特定应用的需求和相关的电路设计技术，能够将电路设计与应用场景相结合。
5. 电路仿真与验证，这部分赛题要求参赛者使用电路仿真工具对设计的电路进行仿真验证。
参赛者需要熟练掌握电路仿真工具的使用方法，能够验证电路的功能和性能，并对仿真结果进行分析和优化。
6. 创新设计与优化，这部分赛题要求参赛者在给定的电路设计基础上进行创新设计和优化。
参赛者需要思考如何改进电路的性能、功耗、面积等指标，并给出相应的设计方案和优化策略。
总的来说，集成电路设计及应用比赛赛题涵盖了数字电路、模拟电路、混合信号电路等多个方面的内容，要求参赛者具备扎实的电路设计基础和创新能力，并能够灵活运用相关工具和方法进行电路设计、仿真和优化。
参赛者需要综合运用所学知识，从多个角度考虑电路设计的各个方面，并能够给出全面完整的解决方案。
全国大学生电子设计竞赛
全国大学生电子设计竞赛(郑新旺老师提供)（一）项目简介全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革，有助于高等学校实施素质教育，培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风；有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力；有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件。
电子设计竞赛奇数年为全国赛，偶数年为省赛，要求学生在短短的四天三夜完成一个电子设计类题目。
诚毅学院每年5月组织报名，暑假7、8月组织为期两个月的培训，9月初参加比赛。
智能车队2012年获得福建省大学生电子设计竞赛一等奖一项、二等奖一项、三等奖一项，2013年获得全国大学生电子设计竞赛全国二等奖一项，福建省一等奖一项、三等奖两项，2014年获得福建省大学生电子设计竞赛一等奖四项、二等奖一项、三等奖一项，成绩在逐年进步。
（二）竞赛时间【每年的7月到9月】（三）指导老师1.郑新旺【个人简介】：男，实验管理中心电工电子实验室实验员，从事实验教学工作十年，指导学生参加电子类学科竞赛。
为了进一步提高学生电子设计的实践水平，于2012年组建诚毅学院智能车队，于2014年协助组建诚毅学院电子信息创新实验室。
迄今为止所带学生获得全国大学生电子设计竞赛全国二等奖一项，福建省一等奖三项，二等奖一项，三等奖两项；获得“飞思卡尔杯”智能车竞赛华南赛区二等奖五项，三等奖九项。
指导学生申报大学生创新创业训练计划，获得国家级项目一项，省级项目一项。
2.……（四）参加对象：在校具有正式学籍的全日制本科一年级至三年级学生，同时需要有一定的模电、数电、单片机及C语言编程等基础；有足够的业余时间投入比赛训练；善于和他人沟通，具有良好的团队意识，有吃苦精神、钻研精神。
（五）培养形式：1.辅导讲座：针对不同层次的学生进行分层次教学，刚进入实验室的学生主要是基础培训，了解基本元器件知识和简单电路的焊接调试；对于有一定基础的学生进行单片机基础教学及印刷电路板制作培训。
电子设计大赛(5篇)
电子设计大赛(5篇)电子设计大赛(5篇)电子设计大赛范文第1篇乐观培育我系同学的专业爱好和创新意识，提高同学综合运用高级语言程序设计、数据结构、算法分析与设计等课程学问的力量，全面促进同学成长成才，进一步优化我系学风。
【大赛主题】科技点亮青春，思维制造奇迹。
【组织机构】组长：王义学副组长：鲍祖尚贺恩格成员：刘红平、彭高丰、张克新、李小花、宋碧慧、系同学会学习部【参赛对象】电子信息工程系全体同学【报名时间及方式】1、报名时间：XX年5月30日—XX年6月3日。
2、报名方式：各班同学到本班学习委员处报名，再由学习委员统计本班参赛同学的名单，于6月3日下午将报名表交至系同学会办公室（即中栋133）。
【竞赛时间与地点】1. 竞赛时间：6月14日下午14：00。
2. 竞赛地点： 446、340机房【竞赛规章】1、竞赛试题：题量为5题，中文形式；2、竞赛限时3个小时，若竞赛期间由于机器故障等缘由导致不能正常答题，组委会将依据详细状况为受影响选手适当延长竞赛时间。
超过参赛时间不准答题，留在座位上统一处理好，经评委老师允许方可离开；3、竞赛过程中，不得抄袭、剽窃，不准携带任何媒介资料；参赛选手不得和其他选手交谈及共享任何资料；4、竞赛期间，全部参赛者必需关闭手机，违者取消竞赛资格。
5、竞赛直接进行决赛，没有初赛和复赛。
6、作品提交：竞赛任务完成或时间到之时，各选手必需将所写程序及程序文件放入以自己“姓名+学号”命名的文件夹中，提交到指定处以便评委评分；未提交或提交不全者后果自负。
【竞赛流程】一、开幕式1、时间：XX年6月7日2、地点：第一试验楼104教室3、邀请嘉宾：教务处、系领导及专业老师4、详细支配：（1）、竞赛要求及方案介绍（2）、相关考试操作演示说明（3）、参赛表发言（4）、专业老师发言二、闭幕式1、时间：XX年6月21日下午14：302、地点：五楼学术报告厅3、详细支配（1）、公布竞赛结果（2）、颁发奖金和荣誉证书（3）、获奖同学发言（4）、同学会学习部总结（5）、领导总结【竞赛评判标准】1、邀请计算机相关专业的领导及老师作为本次大赛的评委。
2019 年全国大学生电子设计竞赛综合测评题资料讲解
2019年全国大学生电子设计竞赛综合测评题综合测评注意事项（1）综合测评于2019 年8 月19 日8：00 正式开始，8 月19 日15：00 结束。
（2）本科组和高职高专组优秀参赛队共用此题。
（3）综合测评以队为单位采用全封闭方式进行，现场不能上网、不能使用手机。
（4）综合测评结束时，制作的实物及《综合测评测试记录与评分表》由全国专家组委派的专家封存，交赛区保管。
多信号发生器使用题目制定综合测评板上的一片LM324AD（四运放）和一片SN74LS00D（四与非门）芯片设计制作一个多路信号发生器，如下图所示。
设计报告应给出方案设计、详细电路图、参数计算和现场自测数据波形（一律手写），综合测评板编号及3个参赛同学签字需在密封线内，限2页，与综合测评板一同上交。
u o1U o1————方波U o2————占空比连续可调窄脉冲U o3————正弦波U o4————余弦波一．约束条件1.一片SN74L.S0OD四与非门芯片（综合测评板上自带）;2. 一片LM324AD四运算放大器芯片（综合测评板上自带）;3.赛区提供固定电阻、固定电容、可变电阻元件（数量不限、参数不限）;4.赛区提供直流电源。
二．设计任务及指标要求利用综合测评板和若干电阻、电容元件，设计制作电路产生下列四路信号:1.频率为19kHz~2IkHz连续可调的方波脉冲信号，幅度不小于3.2V;2.与方波同频率的正弦波信号，输出电压失真度不大于5%，峰-峰值(Vpp)不小于1V;3.与方波同频率占空比5%~15%连续可调的窄脉冲信号，幅度不小于3.2V;4.与正弦波正交的余弦波信号，相位误差不大于5°，输出电压峰-峰值(Vpp)不小于1V。
各路信号输出必须引至测评板的标注位置并均需接1kΩ负载电阻(R L),要求在引线贴上所属输出信号的标签，便于测试。
三．说明1.综合测评应在模电或数电实验室进行，实验室提供常规仪器仪表和工具；2. SN74LS00D和LM324AD芯片使用说明书随综合测评板并提供；3.参赛队应在理论设计基础上进行实验调试，理论设计占一定分值，各部分分数（包括理论设计）分配为：方波占10分、正弦波占8分、窄脉冲占6分、正交的余弦波占6分；4.不允许在测评板上增加使用IC芯片，如果增加芯片则按0分记；5.原则上不允许在测评板上增加使用BJT、FET和二极管，如果增加则按3分/只扣分；6.原则上不允许参赛队更换测评板，如果损坏测评板只可更换一次并扣10分；7.各路信号测试应在电路互联且加负载情况下进行，单独模块测试相应得分减半；8.本科组只允许使用单一+5V电源，增加使用直流电源的扣除10分。
全国大学生电子设计竞赛总结
电子设计竞赛总结电子设计竞赛过去一个月了，应学校要求同时也是想对这次比赛做一个自我总结，故作此文。
先回顾一下这整个过程吧，确切的讲电子设计竞赛应该从五月份的校内选拔赛就开始算起了，记得当时准备参加比赛并交了作品的有很多队的，校内选拔之后就只剩下20多个队了。
期末考试结束数学建模培训结束之后就开始电子设计竞赛的培训了，每天泡在实验室里面，一点一点不断地学习着进步着。
通过一个假期的准备，基本具备了参加比赛的能力，至少觉得已经把可能会用到的工具软件模块都学会使用了。
然后开始了一个四天那么长的比赛过程，选题、整体框架的构思、具体到每个模块的实现、各个模块的调试、整体的调试、撰写报告、装箱。
再之后是现场测试、再之后是综合测评。
这些过程我们这个队走过的，只差着最后的天津比赛了，有点遗憾有点不甘，更多的则是痛定思痛的自我反思。
细细的来讲一下每一个过程吧。
校内的选拔赛，没有很高的要求，只要是一心想好好参加比赛的队伍稍微用心一点都可以通过，毕竟学生想参加比赛学院那边是不会阻挠的。
因此这个选拔赛不需要你之前就具备很高的电子设计水平，更多的是需要你下定决心好好参加比赛，一个队伍花那么一两天的时间认真做一个作品就能够获得参加比赛的资格了。
就这次选拔赛，我们小组做的是一个简易的电子琴，使用51单片机作为核心控制器，由于电路简单并且那个时候我们还不具备制作印制电路板能力，因此就用万用板直接搭建了。
功能不算复杂，但是已经算是一个完整的电子琴系统了，内置歌曲、弹奏、录音等功能都有了。
暑假的培训十分重要，大部分的队伍都是之前没有参加过电子设计大赛甚至是没怎么接触过电子设计的，仅有点一点电路的知识也仅限于理论，很多东西都没有实际应用过。
同时暑假的培训也是培养一个队伍团队默契的好时机。
队伍和个人都可以在这个假期得到很好的锻炼，整个假期下来会突然发觉之前不知道的东西都学会了，从电路设计、画电路板、制板、焊接、调试都有很大的提高。
最重要的是通过这个培训过程，队伍中各个成员的分工也渐渐的明确了，队伍的侧重方向也渐渐明显了，这点也十分重要。
北航电子电路设计模电实验报告
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目的：
了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点；
了解集成运放主要参数的定义，以及它们对运放性能的影响。
掌握集成运算放大器的正确使用方法；
掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法；
掌握根据具体要求设计集成运算放大电路的方法，并会计算相应的元件参数；
目的：
1）进一步了解Multisim的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。
2）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大
，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。
3）加深对放大电路工作原理问题：
1）根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作状态。
2）详细说明测量输入电阻的方法（操作步骤），并给出其值。
3）详细说明测量输出电阻的方法（操作步骤），并给出其值。
4）详细说明两种测量幅频、相频特性曲线的方法（操作步骤）。
5）根据得到的幅频特性曲线，利用作图器的标尺功能，指出该电路的f
学习使用示波器DC、AC输入方式观察波形的方法，掌握输出波形的测量绘制方法。
步骤：
1） 按上图搭建运放电路，观测放大倍数，并通过调节反馈电阻R5来实现改变放大器的增益。
，输入输出关系如下，放大倍数为1。
，输入输出关系如下，放大倍数为3。
2） 调整运放的直流工作点，分析输出直流信号的幅度与参考电压的关系。
和fH（3dB）。
可得幅频曲线最高点为，分别找两侧比最大值衰减3dB的频率值，如下图所示，可以得到
将得到的30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点的输入和输出关系和刚才得到的幅频、
全国大学生电子设计大赛
全国大学生电子设计大赛应该怎么准备？最主要的是学习什么课程:：《电工电路基础》《低频电子线路》《数字电路》《高频电子线路》《电子测量》《智能仪器原理及应用》《传感器技术》《电机与电气控制》《信号与系统》《单片机接口原理及应用》等等。
所要学习的科目当然不能定局，知识面越广越好，它是对各个科目综合运用的产物，而且要具有非常强的动手和创新能力，对一个人的动手能力有很大的促进作用.学起来不要急于求成，掌握一些基本电路及调试，焊接技术，Protel软件的使用，能制作机器人最好对机械结构方面也要懂些。
很多东西只要学习了不一定什么时候就能用到，不要在学时表面感觉没用就不注重它，那样就犯了很大的错误了。
在电子DIY学习过程中你会体会到很多乐趣的。
要厚积勃发。
全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块？主要可以针对以下几类准备模块：电源类、信号源类、无线电类、放大器类、仪器仪表类、控制类。
建议现在打好基础，做好知识储备：1.数电，模电，单片机原理，C语言，这几个是必学的，重要，相当重要。
2.收集相关资料，比如芯片数据手册，应用笔记，源程序，制作实例，现在吧资料积累好了，到时候用起来很方便。
3.多跑电子市场，买些元件回来自己动手做一些东西，锻炼实践能力。
4.看往年电子设计大赛的题目，学习别人设计的长处，最好自己总结下，写成自己的东西。
5.找你们学校以前带电子设计竞赛的老师，告诉他你自己的想法，希望他能给你点建议或者帮助。
6.坚持，坚持，再坚持，克服困难，持之以恒！这些最基本的东西学好了，等你正式参加比赛的时候，什么ARM,DSP，FPGA等用起来也就不是很困难了！切记，不要赶时髦，追新潮，最基本的东西全掌握了，新东西也不就那么神秘了！！课程方面：还要学单片机啊、嵌入式系统、数字电路、CPLD/FPGA设计、C语言、汇编、微机接口模电要好好学，信号没多大用CPLD/FPGA编程/模拟用QuartusII单片机模拟用Proteus模电模拟用Multisim单片机编程用Keil，用的C语言和汇编嵌入式还要用到Linux的内核还有个画PCB板的，Protel 99SE，现在最新的叫“Altium Designer”反正这些东西都会要用的，要学起来东西很多，建议你要用到什么看书吧~而且电子设计竞赛都是几个人一组，分工合作吧~在此留贴激励自己备战两年后的全国大学生电子设计大赛。
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Auf
uo ui
RF R1
平衡电阻 R2 = R1 // RF
2. 同相比例运算电路 RF
R1
– +
+
+
+
uo
ui
R2
–
–
uo
(1
RF R1
)u
Auf
uo ui
1
RF R1
平衡电阻 R2 = R1 // RF
当 R1= 或 RF = 0 时，
uo = ui ， Auf = 1，
+
称电压跟随器。 ui
R1 +
ui
+ UR
R2
–
+
+
+
ui
uo –
UR
––
O t1 t2
t
uo
+Uo (sat)
O
t
–Uo (sat)
输出带限幅的电压比较器
+
R1
–
+
uo'
R
+
ui
+ UR
R2
+
DZ
uo
––
–
设稳压管的稳定电压为UZ， 忽略稳压管的正向导通压降
则 ui < UR，uo = UZ ui >UR，uo = –UZ
VT
R1VREF R1 R2
R2VOH R1 R2
上门限电压
VT
R1VREF R1 R2
R2VOL R1 R2
下门限电压
回差电压
VT
VT
VT
R2 (VOH VOL ) R1 R2
（3）传输特性
VT
R1VREF R1 R2
R2VOH R1 R2
VT
R1VREF R1 R2
R2VOL R1 R2
–
– +
+
+
uo
–
3. 设计步骤 RF
+ ui –
R1 R2
– +
+
+ u–o
Auf
uo ui
RF R1
RF
+ ui
R1 R2
–
+
+
+ uo –
–
Auf
uo ui
1
RF R1
（1）根据放大倍数找到R1与RF的关系，然后自行选定其中一个 元件值，计算另一个元件值（运放中的电阻阻值不宜过大 或过小，通常选择几千欧~几百千欧）。
输入信号接在反相端
+
R1 – ++
ui
+ UR
R2
+
uo –
––
+Uo(sat) uo
UR ui O
–Uo(sat) 电压传输特性
输入信号接在同相端
+
R1 – ++
UR + ui
R2
+
uo –
––
uo +Uo(sat)
UR ui O
–Uo(sat)
阈值电压(门限电平)：输出跃变所对应的输入电压。
1
Rf R1
1/ sC VP (s) R 1/ sC VA (s)
Vi (s) VA (s) VA (s) Vo (s) VA (s) VP (s) 0
R
1/ sC
R
得滤波电路传递函数 A(s) Vo (s)
AVF
Vi (s) 1 (3 - AVF )sCR (sCR)2
3. 设计步骤
（1）基本电压比较器设计时运放中的电阻阻值按几千欧~几百 千欧自行选择。
（2）迟滞比较器设计时自行选择一个电阻阻值，另外一个由回 差电压方程计算 。
回差电压
VT
VT
VT
R2 (VOH VOL ) R1 R2
滤波电路的设计
1. 基本概念
滤波器：是一种选频电路，能使有用频率信号通过而同时抑 制或衰减无用频率信号的电子装置。
v+> v– 时， vo = +Vom v+< v– 时， vo = – Vom
不存在 “虚短”现 象
(2) i+= i– 0,仍存在“虚断”现象
二、 放大电路的设计
运算放大器工作在线性区时，通常要引入深度负反馈。
1. 反相比例运算电路
RF
+
ui –
R1 R2
– +
+
+ u–o
uo
RF R1
ui
Auf
| A(j) |
一阶 二阶
O
0
幅频特性
一阶有源滤波电路通带外衰减速率慢(-20dB/十倍频 程)，一般用在对滤波要求不高的场合。为了改善滤波 效果，使 > 0 时信号衰减得更快些，常将两节RC滤 波环节串接起来，组成二阶有源低通滤波器。
(2) 二阶低通滤波电路
对于滤波电路，有
AVF
Vo (s) VP (s)
线性区：vo = Avo(v+– v-) 非线性区：v+> v– 时， vo = +Vom
v+< v– 时， vo = – Vom
3. 理想运放工作在线性区的特点
+VCC
v+= v–
虚短
N
i+= i– 0 虚断
P
4. 理想运放工作在饱和区的特点
–
+
vo
–VEE
(1) 输出只有两种可能, +Vom或–Vom
+
+
+
ui –
R C
+–uC
uo –
U o U i
1 RF R1
1 jRC
1 RF R1
1 j
0
式中
:
0
1 RC
称为截止角频率
若频率 为变量，则电路的传递函数
1 RF
A(j )
Uo (j) Ui (j)
1
R1
j
0
其模(幅频响应）为
Auf
1 j
0
A(j)
Auf
1 ( )2 0
| Auf |
+Uo(sat) uo
UZ
O
–UZ –Uo(sat)
UR
ui
电压传输特性
单门限比较器的抗干扰能力
应为高电平 错误电平
2. 迟滞比较器（正反馈）
（1）电路组成
（2）门限电压 vP 为门限电压， vI vP 时，vO VOL (低电平) vI vP 时，vO VOH (高电平)
而vP与vO有关，对应于vO的两个电压值可得 vP的两个 门限电压
（2）根据平衡电阻计算R2阻值。
三、 电压比较器的设计
用作比较器时，运放工作在饱和区，即运放工作在开环状 态或引入正反馈。
1.基本电压比较器（开环）
+
R1 – +
+
ui +
+
uo
UR R2
–
––
当 u+>u– 时，uo= +Uo (sat) u+<u– 时，uo= –Uo (sat)
运放处于开环状态
模拟电子技术
• 运放 • 滤波 • 直流稳压电源
集成电路运算放大器
一、运放基本知识
1. 运放符号
+VCC
+VCC
N
–
N
–
P
+
vo
P
+
vo
–VEE
–VEE
(a)国家标准规定的符号
(b)国内外常用符号
2. 电压传输特性 vo= f (vi)
vo +Vom
理想特性
线性区
实际特性
v+– v-
O
饱和区
–Vom
滤波器
无源滤波器：由电阻、电容和电感组成。 缺点：低频时体积大，很难做到小型化。
有源滤波器：含有运算放大器的滤波器。 优点：体积小、效率高、频率特性好。
2. 分类
低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF）
3. 有源低通滤波电路
(1) 一阶低通滤波电路
RF
R1
– +
1 2 Auf
| A(j) |
当 0时, 当 0时,
A(性
当 时, A(j) 0
当 >0时，| A(j)| 衰减很快
显然，电路能使低于0的信号
顺利通过，衰减很小，而使高于
0的信号不易通过，衰减很大，
称一 阶有源低通滤波器。
| Auf |
1 2