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二阶有源滤波器设计实验报告

二阶有源滤波器的设计

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二阶有源滤波器设计实验报告

纲要:滤波器是一种选频电路,是一种能让需要频段的信号顺利经过,而对其余频段

号进行克制(或大为衰减)的电路。滤波器在通讯技术、丈量技术、控制系统等领域有着广

泛的应用。

滤波器的分类好多,依据滤波器对信号频次选择经过的地区,可分为低通、高通、带通

和带阻等四种滤波器;按使用的滤波元件不一样,可分为LC滤波器、RC滤波器、RLC滤波

器;按有无使用有源器件,分为有源滤波器和无源滤波器;按通带特色频次fo邻近的频次特

性曲线形状不一样,常用的可分为巴特沃斯型滤波器和切比雪夫型滤波器;有源滤波器还分为

一阶、二阶和高阶滤波器,阶数越高,滤波电路幅频特征过渡带内曲线越陡,形状越靠近理

想。

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,这

类滤波器的长处是:通带内的信号不单没有能量消耗、并且还能够放大,负载效应不显然,

利用级联的简单方法很简单构成高阶滤波器,并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁障蔽。

弊端是因为受运算放大器的带宽容制,这种滤波器主要用于低频范围,当前有源滤波器的最

高工作频次只好达到1MHz左右,并且需要直流电源供电,靠谱性不如无源滤波器高,在高

压、高频、大功率的场合不合用。

本实验设计了RC有源低通、高通、带通滤波器,并利用利用EDA工具Multisim对实

验进行仿真演示,列出了详细的剖析与设计方法。

1仿真软件Multisim简介

EDA(就是“ElectronicDesignAutomation”的缩写)技术已经在电子设计领域获得宽泛

应用。发达国家当前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程,从

观点确实立,到包含电路原理、PCB疆域、单片机程序、机内构造、FPGA的建立及仿真、

外观界面、热稳固剖析、电磁兼容剖析在内的物理级设计,再到PCB钻孔图、自动贴片、焊

膏漏印、元器件清单、总装置图等生产所需资料等等所有在计算机上达成。EDA技术借助计

算机储存量大、运转速度快的特色,可对设计方案进行人工难以达成的模拟评估、设计查验、

设计优化和数据办理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技

术手段。美国NI企业(美国国家仪器企业)的Multisim软件就是这方面很好的一个工具。并且

Multisim计算机仿真与虚构仪器技术(LABⅥEW8)(也是美国NI企业的)能够很好的解决理论

教课与实质着手实验相脱节的这一老大难问题。学员能够很好地、很方便地把刚

刚学到的理论知识用计算机仿真真切的再现出来。并且能够用虚构仪器技术创建出真切属于

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二阶有源滤波器设计实验报告

自己的仪表。极大地提升了学员的学习热忱和踊跃性。真切的做到了变被动学习为主动学习。

这些在教课活动中已经获得了很好的表现。

2二阶有源低通滤波器的设计

2.1设计指标:

通带增益AUF=2dB;

质量因数Q=0.707;

截止频次fH=3.4kHz;

阻带衰减:不小于︳-40dB/10oct|;

2.2设计框图

RC网络放大器

反应网络

图1二阶有源低通滤波器设计框图

2.3各部分电路的作用

在电路中RC网络起着滤波的作用,滤掉不需要的信号,这样在对波形的选用上起着至

关重要的作用,往常主要由电阻和电容构成。

电路中运用了同相输入运放,其闭环增益RVF=1+R4/R3同相放大器拥有输入阻抗特别

高,输出阻抗很低的特色,宽泛用于前置放大级。

将输出信号的一部分或所有经过牧电路印象输入端,称为反应,此中的电路称为反应网

络,反应网络分为正、负反应。

2.4仿真电路图:

图2所示的电路是由Sallen和Key于1955年提出的,电路中采纳了一个同

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