rc有源滤波器的设计

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1、目录RC有源滤波器的设计11.设计目的12.设计原理和指标13.设计要求24.参数确定24.1二阶低通滤波器参数的确定24.2二阶高通滤波器参数的确定54.3工作原理75.电路图的设计75.1二阶低通滤波器电路图85.2二阶高通滤波器电路图95.3二阶带通滤波器电路图106电路的安装107调试与测试117.1调试前的检查117.2调试方法与原则127.2调试中注意的事项128实验设计总结与感悟13附录14参考文献152RC有源滤波器的设计RC有源滤波器的设计1.设计目的1、学习RC有源滤波器的设计方法；2、由滤波器设计指标计算电路元件参数；3、设计二

2、阶RC有源滤波器(低通、高通、带通)；4、掌握有源滤波器的测试方法；5、测量有源滤波器的幅频特性2.设计原理和指标有源滤波电路是指滤波电路中除了使用R、C等元件外，还应用了集成运放等有源滤波电路。滤波电路的作用是选出有用频率的信号，使一定频率范围的信号能顺利通过，衰减很小，而在此频率范围之外的信号衰减很大。通常称可以通过的频率范围为通带，不能通过的频率为阻待。通带和阻带的界限频率称为截止频率。(1)低通滤波器：通带增益AUF=2；截止频率fH=2000Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；图1低通滤波器电路图(2)高通滤波器：

3、通带增益AUF=5；截止频率fL=100Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；15RC有源滤波器的设计图2高通滤波器电路图(3)带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO=1kHz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频。图3带通滤波器电路图3.设计要求（1）分别设计二阶RC低通、高通、带通滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）在面包板或万能板上安装好电路，测量并调整静态工作点；（3）测量技术指标参数。15RC有源滤波器的设计4.参数确定4.1二阶低通滤波器参数的确定+15Vuo常用的有源

4、二阶低通滤波器电路有两种形式，一种是无限增益多路负反馈有源二阶低通滤波器电路，另一种是压控电压源（VCVS）27有源二阶低通滤波器电路。本文主要介绍压控uiR1R2电压源（VCVS）有源二阶低通滤波器。具体34电路如图1所示，信号从运放的同相端输入，C1C2-15V故滤波器的输入阻抗很大，输出阻抗很小，图4运放A和R1、Rf组成电压控制的电压源，因此称为压控电压源LPF。优点是电路性能较稳定，图4压控电压源有源二阶低通滤波器增益容易调节。这种滤波器的传递函数为：（1）在上式分母中，由于s为二次幂，故称为二阶LPF。其中，截止频率为：（2）即：（3）通

5、带增益为：（4）（5）15RC有源滤波器的设计Q称为滤波器的品质因数，由以上四式可知，当按比例调节R1、R2或C1、C2时，可以改变的值，但对Q和Auo的值没有影响，为了使幅频特性不出现凸峰，Q通常取0.7。图4电路的复数频率特性为：（6）对数幅频特性为：（7）当Q=时，根据上式作出的幅频特性曲线，如图5所示。由(6)式可知，当f=fc时，模=Q·Auo，当Q=时，=0.707·Auo，此时通带幅频特性最平坦，且电路工作时较稳定；当ffc时，幅频特性以-40dB/十倍频的速率衰减，比一阶低通滤波器的特性好的多

6、；0110-3+40dB/十倍频-图5有源二阶低通滤波器的幅频特性15RC有源滤波器的设计若Q>，则-40dB/十倍频>0.707·Auo，此时通带幅频特性将出现凸峰。根据f0=0.37fp有R1=RfRc=0.00003取R1=1KC=0.1UF所以RF=1K,R=0.3K.4.2二阶高通滤波器参数的确定高通滤波器是一种用来传输高频段信号，抑制或衰减低频段信号的电路。滤波器的阶数越高，幅频特性越接近理想高通特性。常用的有源二阶高通滤波器电路有两种形式：一种是无限增益多路负反馈有源二阶高通滤波器电路；另一种是压控电压源（VCVS）有源二阶高通滤波器电

7、路。下面主要介绍压控电压源（VCVS）有源二阶高通滤波器。具体电路如图6所示。R3R4+15V2736uoUiC1C44R1R2µA741-15V图6压控电压源有源二阶高通滤波器15RC有源滤波器的设计该电路的传递函数为：（8）其中：（9）（10）（11）图6电路的复数频率特性为：（12）对数幅频特性为：（13）当Q=时，根据上式作出的幅频特性dB曲线如下图7所示.由图7可知，fc为转折频率，当f

8、/十倍频-40图7有源二阶高通滤波器的幅频特性曲线4.3工作原理滤波电路是一种能使杨浦用频率通过，同时抑制无