基于运算放大器的二阶有源滤波器设计.doc x页）

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1、模拟电子技术课程设计学院电气工程及其自动化专业题目：基于运算放大器的二阶有源滤波器设计姓名：学号：指导教师：时间：2015年1月5日~2015年1月8日16目录一、设计任务与要求……………………………………………………………2二、设计方案……………………………………………………………………32.1总方案设计……………………………………………………………32.1.1方案框图………………………………………………………32.1.2子框图的作用…………………………………………………32.1.3方案选择……

2、…………………………………………………······3三、设计原理与电路……………………………………………………………53.1单元电路的设计………………………………………………………53.1.1原理图设计……………………………………………………53.1.2滤波器的传输函数与性能参数………………………………63.2元件参数的计算………………………………………………………83.2.1二阶低通滤波器………………………………………………83.2.2二阶高通滤波器………………………………………………93.2.

3、3二阶带通滤波器………………………………………………93.3元器件选择……………………………………………………………93.4工作原理………………………………………………………………10四、电路的组装与调试………………………………………………………114.1MultiSim电路图……………………………………………………114.2MultiSim仿真分析……………………………………………………13五、设计心得…………………………………………………………………16附录………………………………………………

4、……………………………16参考文献……………………………………………………………………1716一、课程设计任务书一、任务与要求设计任务：有源滤波器是由有源元件和无源元件(一般是R和C)共同组成的电滤波器，和无源滤波器相比，它的设计和调整过程较简便，此外还能提供增益。本课程设计选择二阶有源滤波器作为主要研究对象。自已设计电路系统，构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器，利用Matlab或其他仿真软件进行仿真。截止频率1KHz，通带内放大倍数1.5，品质因数0.707设计要求：1.设计电路图，确定前

5、置放大电路，有源滤波电路，功率放大电路的方案，并使用相应绘图软件画出设计电路，包括低通、高通和带通；2.所设计的滤波器不仅有滤波功能，而且能起放大作用，负载能力要强；3.根据给定要求和电路原理图计算和选取单元电路的元件参数；4.用Matlab或其他仿真软件对滤波器进行仿真，记录仿真结果。二、设计方案2.1总方案设计2.1.1方案框图RC网络反馈网络放大器图2.1.1RC有源滤波总框图2.1.2子框图的作用1、RC网络的作用在电路中RC网络起着滤波的作用，滤掉不需要的信号，这样在对波形的选取上起着至

6、关重要的作用，通常主要由电阻和电容组成。2、放大器的作用电路中运用了同相输入运放，其闭环增益RVF=1+R4/R3同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。3、反馈网络的作用16将输出信号的一部分或全部通过牧电路印象输入端，称为反馈，其中的电路称为反馈网络，反馈网络分为正、负反馈。2.1.3方案选择滤波器在通信测量和控制系统中得到了广泛的应用。一个理想的滤波器应在要求的频（通内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。然而实际的滤波器距此有一定的差异，为此人

7、们采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。用运算放大器和RC网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点。因为不用电感元件，所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和重量过大等缺点。由于运算放大器的增益和输入电阻高，输入电阻低，所以能提供一定的信号增益和缓冲作用，这种滤波器的频率范围约为10-3Hz~106Hz,频率稳定度可做到（10-3~10~10-5）/摄氏度，频率精度为+（3~5）%，并可用简单的级联来得到高阶滤波器且调谐也很方便。滤波器的设计任务是根据给定的技术指标选定电路形式和确

8、定电路的元器件。滤波器等的技术指标有通带和阻带之分，通带指标有通带的边界频率（没有特殊的说明时一般为-3dB截止频率），通带传输系数。阻带指标为带外传输系数的衰减速度（即带沿的陡变）。下面简要介绍设计中的考虑原则。1.关于滤波器类型的选择一阶滤波器电路最简单，但带外传输系数衰减慢，一般在对带外衰减性要求不高的场合下选用。无限增益多环反馈型滤波器的特性对参数变化比较敏感，在这点上它不如压控电压源型二阶滤波器。当要求带通滤波器的通带较宽时，可用低通滤波器和高通滤波器合成，这比单纯用带通