有源滤波设计
有源滤波器设计pdf
有源滤波器设计
6. 进行电路模拟和优化：使用电路仿真软件，对设计的有源滤波器进行模拟和优化，验证 其性能是否满足设计要求。
7. 实验验证和调整：根据仿真结果，制作实际电路并进行实验验证，根据实验结果进行调 整和优化。
8. 最终设计和制造：根据实验验证结果，进行最终的设计和制造，包括电路板设计、元件 选型和布局等。
有源滤波器设计
有源滤波器是指在滤波器电路中引入了放大器或运算放大器等有源元件，以增强滤波器的 性能和功能。有源滤波器设计的基本步骤如下：
1. 确定滤波器的类型和要求：确定需要设计的滤波器类型，如低通、高通、带通或带阻滤 波器，并确定其频率响应和阻带衰减等性能要求。
2. 选择滤波器的拓扑结构：根据滤波器的要求和设计目标，选择适合的有源滤波器拓扑结 构，如Sallen-Key、Multiple Feedback等。
有源滤波器设计
3. 确定滤波器的参数：根据滤波器类型和设计要求，确定滤波器的参数，如截止频率、增 益、阻带衰减等。
4. 选择有源元件：根据滤波器的参数和设计要求，选择合适的有源元件，如运算放大器、 放大器等。
5. 进行电路分析和计算：使用电路分析工具或手算方法，对有源滤波器进行电路分析和计 算，包括电压增益、频率响应、阻带衰减等。
有源滤波器设计
需要注意的是，在有源滤波器设计中，除了滤波器的性能和功能要求外，还需要考虑有源 元件的稳定性、功耗和噪声等因素。同时，对于复杂的有源滤波器设计，可能需要进行频域 和时域的混合分析，以及考虑非线性和非理想性等因素。因此，对于初学者来说，建议参考 相关的教材、学习资料和电路设计软件，或者咨询专业工程师的意见和指导。
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有源滤波器的设计
176有源滤波器的设计一．设计方法有源滤波器的形式有好几种，下面只介绍具有巴特沃斯响应的二阶滤波器的设计。
巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为：ncuo u A j A 21)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω ， n=1，2，3，. . . （1）写成：ncuou A j A 211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω （2） )(ωj A u其中A uo 为通带内的电压放大倍数，ωC A uo 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。
从（2）式中可知，当ω=0时，（2）式有最大值1； 0.707A uoω=ωC 时，（2）式等于0.707，即A u 衰减了 n=2 3dB ；n 取得越大，随着ω的增加，滤波器 n=8 的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。
如图1所示。
0 ωC ω当 ω>>ωC 时，nc uo u A j A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛≈ωωω1)( （3） 图1低通滤波器的幅频特性曲线 两边取对数，得： lg20cuo u n A j A ωωωlg20)(-≈ （4） 此时阻带衰减速率为： -20ndB/十倍频或-6ndB/倍频，该式称为衰减估算式。
表1列出了归一化的、n 为1 ~ 8阶的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式。
表1 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 n 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 1 1+L s 2 122++L L s s 3 )1()1(2+⋅++L L L s s s4)184776.1()176537.0(22++⋅++L L L L s s s s1775 )1()161803.1()161807.0(22+⋅++⋅++L L L L L s s s s s6 )193185.1()12()151764.0(222++⋅++⋅++L L L L L L s s s s s s7)1()180194.1()124698.1()144504.0(222+⋅++⋅++⋅++L L L L L L L s s s s s s s8 )196157.1()166294.1()111114.1()139018.0(2222++⋅++⋅++⋅++L L L L L L L Ls s s s s s s s在表1的归一化巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式中，S L = csω，ωC 是低通滤波器的截止频率。
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。
有源滤波电路设计总结
有源滤波电路设计总结有源滤波电路是一种将信号进行滤波处理的电路，通过使用有源元件（如放大器）对输入信号进行增益，从而实现对信号的滤波处理。
有源滤波电路具有频率响应广、幅度可调等特点，可以应用于音频放大器、无线通信、功放等领域。
在有源滤波电路的设计中，需要考虑以下几个关键因素：一、选择合适的滤波器类型常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
在选择滤波器类型时，需要根据实际应用场景和输入信号的特性来确定。
二、确定通带和阻带的频率范围通带是指信号通过滤波器时允许通过的频率范围，阻带是指信号被滤波器滤除的频率范围。
在确定通带和阻带的频率范围时，需要考虑到信号的频率特性和需要实现的滤波效果。
三、确定放大器的增益和稳定性放大器的增益大小和稳定性会影响到滤波器的性能。
在设计有源滤波电路时，需要确保放大器的增益大小能够满足通带内的信号放大需求，同时需要注意放大器的稳定性，避免出现震荡等问题。
四、选取合适的放大器类型和参数常见的放大器类型包括操作放大器、差分放大器和双向放大器等。
在选择放大器类型时，需要根据实际应用场景和设计要求来确定。
同时，还需要选取合适的放大器参数，如放大器的增益、带宽、输出电阻等。
五、考虑信号源的阻抗匹配在有源滤波电路中，信号源的阻抗与放大器的输入阻抗之间需要进行匹配，从而避免信号源的电压和电流发生失真。
因此，在设计有源滤波电路时，需要考虑到信号源的阻抗特性，并采取合适的阻抗匹配措施。
综上所述，有源滤波电路的设计需要综合考虑多个因素，根据实际应用场景和设计要求来确定合适的滤波器类型、通带和阻带的频率范围、放大器的增益和稳定性、放大器类型和参数、以及信号源的阻抗匹配等因素，才能够设计出性能稳定、滤波效果良好的有源滤波电路。
(完整版)有源滤波器的设计
源滤波器姓名：xxx 班级：XXX 学号: xxx目录一、基本介绍二、工作原理三、有源滤波器的功能作用四、有源滤波器分类五、有源低通滤波器的设计六、总结基本介绍滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。
在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。
在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。
本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计有源滤波器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。
二、工作原理有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为PW 啲调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制IGBT单相桥，根据PWM技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。
这是前馈控制部分。
再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。
三、有源滤波器的具体功能及作用1、滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。
该产品真正做到自适应跟踪补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿。
2、改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率除谐波在确保滤功能的基础上有效改善系统不平衡状况。
3、抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。
这是无源滤波装置无法做到的。
4、多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。
有源滤波器的设计毕业设计论文
有源滤波器的设计毕业设计论文标题：基于有源滤波器的设计与优化摘要：有源滤波器是一种常见的信号处理电路，具有自身的强大功能和重要应用。
本论文通过对有源滤波器的原理和设计方法的理论研究，结合现有的电路设计工具和电子器件技术，对有源滤波器的设计与优化进行了探讨。
首先介绍了有源滤波器的基本原理，然后通过实例分析了常见的几种有源滤波器的设计方法，并讨论了设计过程中所需要考虑到的各种因素。
最后，对有源滤波器进行了性能分析与优化，通过仿真和实验验证了设计结果的有效性和可行性。
关键词：有源滤波器、设计、优化、信号处理、基本原理导言：有源滤波器是一种能够对输入信号进行频率选择性处理的电路，它能够增益或衰减其中一频段的信号，从而实现对信号的滤波作用。
随着电子技术的不断进步和应用的广泛性，有源滤波器在通信、音频处理、图像处理等领域中得到了广泛的应用。
因此，研究有源滤波器的设计与优化具有重要的理论和实际意义。
一、有源滤波器的基本原理二、有源滤波器的设计方法1.RC有源滤波器设计方法2.LC有源滤波器设计方法3. Sallen-Key有源滤波器设计方法三、有源滤波器设计考虑的因素四、有源滤波器的性能分析与优化对有源滤波器进行性能分析和优化是保证设计结果有效性的关键。
通过理论计算和电路仿真，可以得到滤波器的频率特性和时域响应等指标，并进一步调整滤波电路的参数以达到所需的滤波效果。
五、实验验证与结论通过搭建实验系统，对设计的有源滤波器进行实验验证，通过对比实验结果与设计要求的一致性，验证了设计的可行性和有效性。
通过实验结果的分析，得出了有源滤波器的性能优化措施和改进方向。
六、结论与展望通过本论文的研究，我们深入了解了有源滤波器的基本原理和设计方法，并通过实例分析和实验验证，得出了滤波器设计中需要考虑的各种因素，为今后有源滤波器的设计提供了有力的指导和借鉴。
在未来的研究中，可以进一步优化有源滤波器的电路结构和参数选取，提高滤波器的性能和稳定性。
基于Multisim的有源滤波器设计与仿真
仿真结果
高阶滤波器（课后阅读）
SECTION 88 P473 期末课程设计率和品质因数
1、特征频率是使得系统频响表达式简介的特殊频率点，对二阶滤波 器而言，特征频率使得分母中实部为0； 2、品质因数Q定义为特征频率处增益的模除以中频增益的模；
用Q和特征频率f 0 表达截止频率f c
MATLAB计算公式K = sqrt(4*Q*Q-2+sqrt(4-16*Q*Q+32*Q*Q*Q*Q))/(2*Q);
基于Multisim的有源滤波器 设计与仿真
滤波器形态分类
模拟滤波器的实现方法-无源滤波
1、无源滤波器是只用无源器件组成的滤波器，如电阻、电容等； 2、适合大电压和电流以及超高频率；价格便宜，电路相对简单； 3、实现级联困难，受负载影响大。
有源滤波器
1、有源滤波器含有源器件，必须额外供电才能工作； 2、引入负反馈和放大环节，轻松实现较为复杂的滤波器，适合小信号和中低频 率段； 3、轻松实现级联，能够有效隔离负载对滤波器的影响。
4元件二阶SK型低通滤波器
滤波器设计1
1、二阶低通滤波器有三个关键参数 中频增益，特征频率f0以及品质因数Q ； 2、先确定电容，再确定电阻； 3、满足约束。
滤波器设计2-电阻电容的计算与约 束
滤波器设计3-举例
滤波器设计3-举例
滤波器设计3-举例
MATLAB数学计算
MULTISIM电路仿真
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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一、摘要………………………………………………………………二、实验目的与意义…………………………………………………2.1 实验目的……………………………………………………2.2 实验意义………………………………………. ………三、实验内容……………………………………………………四、实验过程…………………………………………………………4.1实验工作分配………………………………………………4.2实验原理…………………………………………………4.3芯片介绍…………………………………………………4.4实验步骤…………………………………………………4.5实验数据计算……………………………………………五、电子电路的设计与实现…………………………………………5.1设计仿真电路………………………………………………5.2仿真结果分析………………………………………………六、电路的焊接与测试……………………………………………6.1实验器材……………………………… ..……………6.2 电路的焊接……………………………………………………6.3 电路的测试……………………………………………………七、参考文献…………………………………………………………一、摘要对信号进行分析与处理时, 常常会遇到有用信号叠加上无用噪声的问题, 这些噪声有的是与信号同时产生的, 有的是传输过程中混入的。
因此, 从接收的信号中消除或减弱干扰噪声, 就成为信号传输与处理中十分重要的问题。
根据有用信号与噪声的不同特性, 消除或减弱噪声,提取有用信号的过程称为滤波, 实现滤波功能的系统称为滤波器。
①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）。
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。
滤波电路的主要性能指标有通带电压放大倍数AVP、通带截止频率fP及阻尼系数Q等。
二、实验目的与意义2.1实验目的：1.熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。
2.掌握二阶有源滤波电路的快速设计方法。
3.掌握二阶有源滤波电路的调试及其幅频特性和相频特性的测试方法。
2.2实验意义：通过实践去加深对知识的理解，真正做到学以致用，通过本次课程设计去检验自己的知识不足之处，锻炼自己的动手能力与遇到问题时处理，解决问题的能力。
通过本设计，要求学生利用所学的基础理论，从设计步骤、设计表达、实际电路调试等方面，全面掌握相关温度测量显示电路的设计与调试技术，培养学生综合运用所学知识进行工程设计的能力，包括动手能力，独立思考能力，以及分析和解决工程实际问题等能力。
三、实验内容1.正弦波产生电路工作原理分析；3.计算二阶带通滤波器电路中各元件的参数；5.制作电路板，根据系统原理图所设计的元件及参数，购买相应元器件，完成焊接、调试。
四、实验过程4.1实验工作分配本次课程设计，在整个设计过程中，我们组用了prutues仿真，在测试中，也一起参与了相关的工作，对于出现的错误，也及时提出自己的意见，不断地检查，不断的改进，直至调制出正确的实验结果。
总之，这次课程设计的顺利完成，离不开小组成员的共同努力，本人尽到了应尽的责任，投入了极大的热情与精力，也收获了不少的从书本上学不到的知识。
4.2实验原理：二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路, 也是高阶虑波器的基本组成单元。
常用二阶有源低通滤波器的电路型式有压控电压源型、无限增益多路反馈型和双二次型。
本次课程设计采用无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波器设计课题。
4.3芯片介绍LM741运算放大器使用说明及应用物理量的感测在一般应用中，经常使用各类传感器将位移、角度、压力、与流量等物理量转换为电流或电压信号，之后再由量测此电压电流信号间接推算出物理量变化，以达成感测、控制的目的。
但有时传感器所输出的电压电流信号可能非常微小，以致信号处理时难以察觉其间的变化，故需要以放大器进行信号放大以顺利测得电流电压信号，而放大器所能达成的工作不仅是放大信号而已，尚能应用于缓冲隔离、准位转换、阻抗匹配、以及将电压转换为电流或电流转换为电压等用途。
741放大器为运算放大器中最常被使用的一种，拥有反相向与非反相两输入端，由输入端输入欲被放大的电流或电压信号，经放大后由输出端输出。
放大器作动时的最大特点为需要一对同样大小的正负电源，其值由±12Vdc至±18Vdc不等，而一般使用±15Vdc的电压。
741运算放大器的外型与接脚配置分别如图1、2所示。
图1： 741运算放大器外型图图2：741放大器输出入脚位图741运算放大器使用时需于7、4脚位供应一对同等大小的正负电源电压＋Vdc与－Vdc，一旦于2、3脚位即两输入端间有电压差存在，压差即会被放大于输出端，唯Op放大器具有一特色，其输出电压值决不会大于正电源电压＋Vdc或小于负电源电压－Vdc，输入电压差经放大后若大于外接电源电压＋Vdc至－Vdc之范围，其值会等于＋Vdc或－Vdc，故一般运算放大器输出电压均具有如图3之特性曲线，输出电压于到达＋Vdc和－Vdc后会呈现饱和现象。
图3：运放电压特性曲线非反相放大电路使用反馈方式将输出电压引回反相输出端形成负反馈电路，其输出信号与输入同相，可得到(1＋R1/R2)倍的输出，其电路如图4所示。
图中a点电位为V1，流过反馈电阻R1的电流则可得图4：非反相放大电路反相放大电路反相放大电路之接法如图5，同样是使用负反馈电路方式作动，只是此时信号由反相端输入，故会得到与输入端反相之输出，当输入电压V1增大时会使得输出电压Vo 下降。
此电路可以得到(R1/R2)倍的输出，当a 点电位为0V 时，其输出电流如式(1)为V1/R2，则图5：反相放大电路4.4实验步骤 1、基础知识：压控电压源二阶带通滤波器电路如图7所示，电路的传输函数为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=212321321111)1(1121)(R R C R s A R R R C s sCR A s A f fu 22ooouos Qs sQA ωωω++=上式中：21ωωω⋅=o 是带通滤波器的中心角频率。
1ω、2ω分别为带通滤波器 的高、低截止角频率。
中心角频率：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2123111R R C R o ω 、 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=)1(11212130f A R R R C Q ω 中心角频率o ω处的电压放大倍数： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=32111)1(11R A R R R A A f fuo上式中： 451R R A f +=通带带宽：12ωω-=BW 或 12f f f -=∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++==)1(11212130f A R R R C QBW ωff BWQ ∆==ω 时）0(ω<<BWR 4 R 5 CR 3u i R 1 C A u o u i R 1 C u o C R 3 R 2 R 2图 7 压控电压源二阶带通滤波器 图8 无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波器4.5、实验数据计算（本实验采用图8）：设计一个有源二阶带通滤波器，指标要求为：通带中心频率 Hz f 10000= ；通带中心频率处的电压放大倍数：2=uo A ； 带宽：Hz f 100=∆ 设计步骤：1） 选用附录中图8电路。
2） 该电路的传输函数：22)(ooouou s Qs sQA s A ωωω++=（20）品质因数： ff Q ∆=010*******== （21）通带的中心角频率：100021112123⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=πωR R C R o （22）通带中心角频率o ω处的电压放大倍数：2213-=-=R R A uo （23）32CR Q=ω （24） 取F F F f C μμμ01.0)(100010)(100===，则： Ω⨯=⨯⨯-⨯⨯-=-=-36011096.710002)10(1001.010πωuo CA Q R 032ωC QR =Ω⨯=⨯⨯⨯⨯=-36105.318100021001.0102πΩ=-⨯⨯⨯⨯⨯=+=-804)2102(100021001.010)2(26202πωuo A Q C Q R 五、 电子电路的设计与实现 5.1 设计仿真电路如下图所示：5.5 Protel 绘出电路原理图如图所示：六电路焊接及测试6.1实验器材(1)计算机(2)示波器、万用表(3)敷铜板一块，电子元件清单如下：材料名称规格数量1、电阻R1、R3 15K 2个电阻R2、R4 1K 2个电阻R5、R7、R8 10K 3个电阻R9 75K 1个电阻R10 4.7K 1个电阻R11 51 1个电阻R12 750 1个电阻R13 18K 1个电阻R14 300K 1个2、滑动变阻R6 1K 1个滑动变阻R15 50K 1个3、电容C1、C2、C3、C4 10nF 4个4、整流二极管D1、D2 1N4001 2个5、运算放大器U1U2U3 LM741 3个6、铺铜板9×15 cm 1块7、焊锡若干8、螺丝、沙纸若干6.2电路的焊接6.3电路的测试先用万用表检查线路是否正常运行，然后接通电源，用示波器观察实际的正弦电路产生的正弦波和滤波电路输出的波形是否与仿真实验结果一致，如存在误差或者错误，再检查出问题的所在，进行修改，直至得出正确的实验结果。
七参考文献1.张国雄等编。
测控电路，机械工业出版社，2001.8.2.自编，测控电路设计型实验任务书.。