二阶压控低通滤波器
二阶压控型低通滤波器的设计
目录实验目的--------------－－--－--－----------------------－---－---------－------------－-------－---－---－-－-----－－－--－------- 3实验要求--－-－-－--－-------------－----－---－-－---－-－--－------－--－----－－--－---------－－--－--－-－-－-------－------－－-------- 3实验原理------－---------－－－--－－-----－-－----－--－－-----－-－------－-－-－----－--－------－---------－-----－－-－-－－－--------－-- 3滤波器基础知识简介---－--－----------－－-----－--－---------－--－----－--－-－--－----－-－----------------－-- 3有源低通滤波器（LPＦ）--－-－－---------－--－----－－-－--------－--------------－--------－------－-－-－--- 4二阶压控型低通滤波器-－--－-----－-－----－-----－---－－－--------－－－-－-－－-----－--------－-------－－-－-－－ 4实验设计－－-－--------－－------－-－--------------－-－----－－－-----－-－－-----－--－－-－----－---－－-------－－－－--－-－-------－--－--－- ５仿真分析--－-－---－---－--------－－----------－--－-－--－－－-----－－----－-－--－-------－--－－-－------－-－----------－----－-----－--- 6仿真电路----－----－--－----------－－－－------－------－-－--－-－-------－－-------－-----－－-－－--－---－-----－-－--－--－--－-－－---- 6实验结果-----－--－－--－-－-－--－-----－---－----－-－－-－-－--------－----------－----－---－--------－－－－--－－--－-----－------－-－- 7波特图仪显示-－--－－----－---－---－----－------------－－--------------－－－--－－-－－－------－--－------－-－--－-－－-----－－7AＣ交流分析显示-------－---－---------－－－--------－-－-－－------－-－-----－--－-－--－--------------－--－------- ９实验结果分析－-----－---－----－---－-－----－------－--－－－－－---－-－－-－---------------－－------－---－-----－--------－--－13理论计算－-----------－－---－---－-－－-－－－－---－-------－--------－------------－－－-－---－------－------－------－----－----－１3实验结果比较与分析－－－---－－--－----－-－--－-－--------－--－-----－-－-－---－--－----－－--－---------－--－-----－1３实验结论--－----－---－-------－-----－-－-－－－-－-----------－--－---－-------－－-－-－--－-－--－----－-－----－-----－--－－--－--－----－--- 14参考文献－－--－------－－-－----－---－--－-－-－------－--－－--------－－-－---－-----－-－-----－-----－-－----－----－-－---－-------－-－---－14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、学习运用传递函数法分析有源滤波器的频率响应；3、学习RC有源滤波器的设计及电路调试方法;4、学习利用Multiｓim仿真软件进行电路仿真分析。
压控电压源型二阶有源低通滤波电路
摘要：设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，并利用Multisim仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致，为有源滤波器的电路设计提供了EDA手段和依据。
关键词二阶有源低通滤波器；电路设计自动化；仿真分析；一：实验内容及要求：设计一个压控电压源型二阶有源低通滤波电路，要求通带截止频率fo=100 kHz，等效品质因数Q=1，试确定电路中有关元件的参数值。
二：实验器材软件：Multisim仿真软件。
器材：正弦波信号源（f=200KHz 幅度：1v）,电容两个，电阻四个，集成运放3554AM一个。
三：实验电路对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路，它的功能是使特定频率范围内的信号通过，而阻止其他频率信号通过。
理论计算 根据实际选择的元件参数重新计算滤波电路的特征参量。
式(2)中，令s=jω，得到二阶低通滤波电路的频率特性为Ao=1+6RfR =1+1=2 通带截止频率fo 与3 dB 截止频率fc 计算如下所以，fc=1.272fo=126.53KHz四 Multisim 分析4．1 瞬态分析从图可以看出，输出信号的频率与输入信号一致，输出信号与输入信号同频不同相，说明二阶低通滤波电路不会改变信号的频率。
电压放大倍数Auf=2。
4.2交流分析从图中可以看出， 3 dB截止频率约为127 kHz。
与理论计算值值基本符合。
4.3参数扫描分析从图可以看出，曲线从下至上对应的电阻RF由100 Ω至1000 Ω幅频特性纵截止频率约为125 kHz。
并且，RF越大，Auf越大，Q越大，幅频特性曲线越尖锐。
在同样的设计截止频率下，Q值的不同对实际截止频率有较大的影响。
4.4傅理叶分析由图可知，输出电压的谐波失真率很小，为 4.61229%，符合实验设计要求。
4.5传递函数分析由图可知，输入电阻Ri=239.44900G，输出电阻Ro=400.3851放大倍数Au=1.99971，符合设计要求.压控电压源二阶低通滤波电路的设计与仿真分析学院：电子信息工程学院年级：2008级专业：自动化学号：00824032姓名：魏文龙完成日期：2012年5月14日参考文献：1黄智伟，《基于Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》，电子工业出版社，2008年1月2童诗白华成英《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，2006年1月3。
压控电源型二阶低通滤波电路设计和仿真
Q=
R4=0Ω时，Auf=1，Q=0.5
R4=6200时，Auf=2，Q=1
R4=11780时，Auf=2.9，Q=30
通过计算可知，R4越大，Auf越大，Q越大，幅频特性曲线越尖锐。
4.理论计算
通带截止频率f0= ≈99.5kHZ，fc对应3dB截止频率， = ，解得fc≈1.272f0=126.5kHZ。
5.仿真图
6.示波器分析
f0=200kHz
B通道即运放输出的幅值约为740mV，可见对幅值的衰减幅度比较大
f0=150kHz
B通道输出即运放输出的幅值约为1.35V，对于信号的放大倍数小于通频带放大倍数2
压控电源型二阶低通滤波电路设计与仿真
1.压控电源型二阶低通滤波器结构：
ห้องสมุดไป่ตู้2.设计要求：
截止频率100kHZ
品质因素Q=1
3.设计细则
选择运放：3554AM，带宽19MHZ，最大输出电流100mA，满足截止频率等要求
为设计方便，使R1=R2，C1=C2，C1 C2选为1nF， =1.59KΩ≈1.6KΩ，R1 R2取1.6KΩ，Q= =1，Auf=2，因此R4=R3，为使运放两输入端对地电阻相等，R3//R4=2R1，R3=R4=6.4KΩ，取R3=R4=6.2KΩ。
f0=100kHz
B通道即运放输出幅值约为2.73V，放大倍数近似为2
f0=2kHz
B通道即运放输出幅值约为2.828，输入信号与输出信号同频同相，放大倍数为2
7.伯德图如下图所示：
f0=2.247HZ，db=6.02，Auf=2
db=3.109，f0=125.574kHZ，和实际计算的结果十分相近。
二阶低通滤波器的设计--模电课设报告要点
课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：二阶低通滤波器的设计学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：2013 年03 月06 日模拟电路课程设计任务书2012－2013 学年第2学期第 1 周－ 3 周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要有源滤波器是由工作在线性区的集成运放和RC网络组成，实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分。
本次实验根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路和无限增益多路反馈二阶有源低通滤波电路，用LM324系列芯片进行工作，内由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器组成，采用仿真软件Multisim12.0，对压控电压源型二阶有源低通滤波电路和无限增益多路反馈二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。
关键字：LM324，低通，滤波目录前言 (1)第一章系统设计方案选择 (2)1.1总方案设计 (2)1.2子框图的作用 (2)1.3方案选择 (3)第二章系统组成及工作原理 (4)2.1压控电压源二阶有源低通滤波器 (4)2.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器 (5)第三章单元电路设计、参数计算、器件选择 (6)3.1压控电压源二阶有源低通滤波器设计及参数计算 (6)3.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器的设计及参数计算 (6)第四章电路组装及调试 (8)4.1压控电压源二阶有源低通滤波器电路 (8)4.1.1调节方法 (8)4.1.2理论数据 (8)4.1.3实际测试数据 (8)4.1.4结果分析 (8)4.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器电路 (9)4.2.1调节方法 (9)4.2.2理论数据 (9)4.2.3实际测试数据 (9)4.2.4结果分析 (10)4.3实物图 (10)第五章总结 (11)参考文献 (12)前言早先的滤波器是由电器，电容和电阻构成的无源电路，然而电感的使用带来了许多问题：第一，电感的损耗比电容大得多，因而其品质因数错误！未找到引用源。
二阶压控低通滤波器设计
二阶压控低通滤波器设计二阶压控低通滤波器是一种常用的信号处理电路，可以滤除高频信号，并且具有可调节截止频率的特性。
压控低通滤波器通常由一个滤波器和一个压控电阻组成，其中滤波器用于滤除高频信号，而压控电阻则用于控制滤波器的截止频率。
设计一个二阶压控低通滤波器的关键是确定滤波器的传递函数和压控电阻的特性。
一种常见的设计方法是使用巴特沃斯滤波器作为基础滤波器，然后通过改变压控电阻的阻值来调节截止频率。
首先，我们需要确定滤波器的传递函数。
二阶低通滤波器的传递函数一般为：H(s)=K/(s^2+s/Q+1)其中，s是拉普拉斯变量，Q是品质因数，K是传递函数增益。
根据巴特沃斯滤波器的特性，我们希望在截止频率处的增益为-3dB，即：H(jωc)，=1/√2根据传递函数的定义，可以得到：H(jωc)，=，K/(jωc)^2+jωc/Q+1，=1/√2将ωc代入，可以求得：K/(jωc)^2+jωc/Q+1，=1/√2对上式进行运算，可以得到：K/(-ωc^2+jωc/Q+1)，=1/√2由于左边的表达式是复数，我们可以将其绝对值平方，得到：K/(-ωc^2+jωc/Q+1)，^2=1/2进一步展开运算，可以得到：K^2/(ωc^4+1/Q^2ωc^2+1)^2=1/2移项并简化，可以得到：K^2=(ωc^4+1/Q^2ωc^2+1)^2/2因此，我们可以根据所需的截止频率和品质因数来确定传递函数的增益K。
接下来，我们需要设计压控电阻的特性。
压控电阻通常由压敏电阻和控制电压组成，其阻值随着控制电压的变化而变化。
在设计中，我们可以选择一个合适的压敏电阻，然后通过在电路中加入一个可调节电压源来控制压控电阻的阻值。
具体来说，我们可以选择一个二极管作为压敏电阻，并且将其正极连接到滤波器的输入端，负极连接到滤波器的接地点。
然后，我们可以通过改变二极管的控制电压来改变其阻值。
通过改变控制电压，我们可以改变压控电阻Rc的阻值，从而改变滤波器的截止频率。
二阶低通有源压控电源型滤波器设计与实现
龙源期刊网
二阶低通有源压控电源型滤波器设计与实现作者：伊德日呼代沁萨日娜
来源：《中国新技术新产品》2012年第19期
摘要：随着电子信息的发展，滤波器作为信号处理所不可或缺的部分，也得到了迅速的发展，且应用极为广泛，在卫星云图、电视信号以及雷达接收机当中滤波器是不可缺少的一部分。
本文介绍了滤波器的基本理论思想，具体阐述了低通滤波器的基本工作原理及设计方法。
设计出二阶低通有源压控电源型滤波器，并采用仿真，该滤波器效果优越。
关键词：滤波器；集成运放；放大倍数；频率
中图分类号：DF412.1 文献标识码：A
1滤波器
1.1滤波器的概念
1.2滤波器的幅频特性
1.3有源滤波电路
无源滤波电路是RLC等元件构成，不含受控电子器件的电路。
有源滤波电路是RLC等元件以外还用了线形组件等有源器件构成的滤波器。
由有源器件（晶体管或集成运放）和电阻、电容构成的滤波器称为RC有源滤波器。
滤波器分为一阶、二阶和高阶滤波器。
阶数越高，其幅频特性越接近于理想特性，滤波器的性能就越好。
如集成运算放大器可以构成体积小，品质因数高的有源滤波器。
2集成运算放大器
2.1集成运算放大器的基本组成
2.1.1输入级。
有源二阶低通滤波器
有源二阶低通滤波器成绩：分电子工程系课程设计报告书课程设计名称电子技术课程设计题目有源二阶低通滤波器学生姓名高浩宝专业电子信息工程班级2007QQ 0日期： 2009 年 6 月日摘要:本文主要介绍了二阶压控电压源低通滤波器, 低通滤波器是一种典型的选频电路，在给定的频段内，理论上它能让信号无衰减地通过电路，这一段称为通带外的其他信号将受到很大的衰减，具有很大衰减的频段称为阻带，通带与阻带的交界频率称为截止频率，对滤波器的基本要求是：（1）通带内信号的衰减要小，阻带内信号的衰减要大，由通带过渡到阻带的衰减特性陡直上升；（2）通带内的特性阻抗要恒为常数，以便于阻抗匹配。
本滤波器主要用于限制信号于一定频率内通过.主要芯片为UA741运放器.在制作过程中运用到了protel,EWB等软件,用来制作电路板和设计的仿真计算等.关键字:低通;UA741;滤波; 截止频率；Abstract:The lowpass filter one selecting circuit frequently typical,give the frequency band definitely, in theory it make signal is it decay to have through circuit, the called outside of the bandpass other signal receive heavy decay very, very great frequency band that decays is called and hindered bringing, the bandpass and bounded frequency of hindering the area are called and closed at frequency, the basic demand of the wavefilter is: (1) Bandpass decay of signal light, hinder with interior signal heavy decay , carry out the transition to from bandpass decay brought to hinder characteristic steep to rise direct; (2)It is a constant that the characteristic in the bandpass is permanent in impedance, so that impedance is matched. This article introduced the active low pass filter,This filter mainly use in the clipped wave passing in the certainfrequencyThe main chip is UA741 transports putting。
二阶压控型低通滤波器的设计
二阶压控型低通滤波器的设计一、二阶压控型低通滤波器的基本原理二阶低通滤波器通过减弱输入信号中高频部分的幅值，使得只有低频信号通过，可以实现信号的滤波功能。
压控型低通滤波器是通过改变其截止频率来实现对滤波频带的调节。
其基本原理是通过控制压控电阻或电容的阻值或容值来改变滤波器的截止频率。
压控型低通滤波器一般包括一个滤波电路和一个控制电路。
滤波电路实现信号的滤波功能，控制电路实现对滤波频带的调节。
二、二阶压控型低通滤波器的电路结构二阶压控型低通滤波器的电路结构一般包括一个滤波器电路和一个控制电路。
滤波器电路可以采用多种形式的RC电路，如T型电路、π型电路等。
其中，T型电路是一种常用的二阶低通滤波器电路，其具有较好的性能。
控制电路可以通过压控电阻或压控电容对滤波电路中的元件进行控制，从而实现对滤波频带的调节。
三、二阶压控型低通滤波器的参数选择在设计二阶压控型低通滤波器时，需要考虑的参数有滤波器的截止频率、增益和带宽。
其中，截止频率决定了滤波器的频率响应特性，增益决定了输出信号的幅值，带宽决定了滤波器的频带范围。
选择合适的截止频率是设计二阶压控型低通滤波器的关键。
一般情况下，截止频率的选择要根据滤波器应用的具体需求来确定。
如果需要滤除较高频率的噪声信号，截止频率应选择为噪声信号频率以上的其中一值。
如果需要保留较低频率的信号，截止频率应选择为需要保留的信号频率以下的其中一值。
增益和带宽的选择也需要根据具体应用需求来确定。
增益一般情况下选择为1，即不改变输入信号的幅值。
带宽则根据应用要求选择，要保证滤波器能够滤除高频噪声信号，同时保留所需的信号频率。
最后，要注意选择合适的元件参数来实现设计要求。
电阻和电容的选择需要考虑其阻值或容值与滤波器的截止频率的关系，以及其功率容量和可靠性等因素。
另外，在控制电路中，压控电阻或压控电容的选择需要考虑其控制范围和控制灵敏度等因素。
总结起来，二阶压控型低通滤波器的设计需要从基本原理、电路结构和参数选择三个方面进行考虑。
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Harbin Institute of Technology
模电课程大作业（二）
设计题目：二阶压控型低通滤波器设计与仿真院系：
班级：
设计者：
学号：
设计时间：2012.6.28
二阶压控型低通滤波器的设计与仿真
摘要：低通滤波器是一种典型的选频电路。
本文详细介绍二阶压控电压源低通滤波器的设计方法,给出了其通用电路图。
在给定的频段内，理论上它能让信号无衰减地通过电路，这一段称为通带，通带外的其他信号将受到很大的衰减，具有很大衰减的频段称为阻带，通带与阻带的交界频率称为截止频率。
本设计用Multisim12对其进行仿真观察，得出实验结论.
关键词：二阶压控 低通滤波器 频率特性
设计题目及要求
设计一个二阶压控型低通滤波器，要求通带增益为2，截止频率为2KHz ，可以选择0.01μF 电容器，阻值尽量接近实际计算值。
电路设计完成后，画出频率响应曲线，并采用Multisim 然间进行仿真。
一、 二阶压控低通滤波器电路的设计
（1）求出电路相关数据
已知通带截止频率的2KHz ，即f=R
2R 1
,f=1
2ΠRC =2KHz ，而电容值题目要求取0.01uF
（即10nF ），故可以求出；原理图中电阻R3=R4=7.9577K Ω≈8K Ω;又通带增益为Aup=2，电路采取的是同相输入，则Aup=1+R f R 1 =1+R 2
R 1=2，故R1=R2，为使集成运放两个输入端对地
的电阻平衡，应使R1//R2=2R=16k Ω，则R1=R2=32 k Ω，根据元件库可选R1=R2=32k Ω。
（2）电路中使用741运放，并用正负12V 直流电源供电。
交流电压源发出幅值为1V 的正
弦波，两个8k Ω的电阻R1、R2及两个10nF 的电容C1、C2构成低通环节。
R3、R4构成放大环节，即构成二阶压控低通滤器。
（3）二阶压控电压源低通滤波器（LPF ）的幅频特性
Q=
1
3-Au p
=
1
3-2
=1,所以Q=1的曲线即为此二阶压控电压源低通滤波器（LPF）
的幅频特性。
三、仿真分析
利用Multisim12对上述设计电路图进行仿真分析,
1.根据示波器波形及读数得出放大倍数Aup(图中用黄色方框标出)如下图：
由上图可得，此二阶压控型低通滤波器通带放大倍数为2.0，符合幅度增益要求。
2.选择参考点为运放输出端，使用交流分析仿真，选择输入信号的频率扫描范围为：1Hz~200MHz，其频率响应曲线仿真结果如下图：
由上图可得,将光标（光标1，上图圈示部分）置于放大倍数为1.414（实际上在1.4085）处，对应的截止频率是2.0285KHz，很接近设计要求指标2KHz，误差较小，可以符合设计电路符合要求。
四．结论
经过理论设计和仿真调试，当电路元件参数设置为R1=R2=8KΩ，R3=R4=32KΩ时，通带增益为2，截止频率为2KHz.同时，二阶压控低通滤波器电路中，当Aup=2时，Q=1，加大了幅频特性在f>f0处的衰减速度，又使幅频特性不过于抬升。
因此实际中经常选取Q=1，能更好的体现其低通特性。
五．参考文献：
1哈尔滨工业大学电子学教研室.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社2010
2 廉玉欣.电子技术基础实验教程.北京:机械工业出版社，2010。