有源滤波器 设计

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1、XXX毕业设计报告有源滤波器设计学生姓名杜超超所在系电子信息工程系班级五电0701班专业应用电子技术指导教师XXX2011年10月20日2摘要摘要本设计利用模拟电路和数字电路相关知识，根据设定中心频率，采用开环增益80dB以上的集成运算放大器，设计二阶低通、高通、带阻、带通滤波器。利用Multisim7仿真出各种滤波电路的波形和测量幅频特性。通过仿真和成品调试表明设计的有源滤波器可以达到设计要求。主要设计内容：1．确定有源滤波器的中心频率；2．设计低通、高通、带阻、带通滤波器；3．测量设计的有源滤波器的幅频特性；4．制

2、作与调试关键词：低通、高通、带阻、带通滤波器目录目录第1章概论11.1选题依据11.2有源滤波器的发展概况及现状11.3有源滤波器与无源滤波器的优缺点21.4滤波器的分类21.5设计的主要内容2第2章有源滤波器的作用与结构32.1滤波器的基本概念32.2各种滤波器的作用和结构42.2.1低通滤波器(LPF)42.2.2高通滤波器（HPF）52.2.3带通滤波器（BPF）52.2.4带阻滤波器（BEF）6第3章有源滤波器设计83.1低通滤波器设计83.1.1参数的计算83.1.2仿真及幅频特性测量83.2高通滤波器的设计

3、93.2.1参数的计算93.2.2仿真及幅频特性测量103.3带通滤波器的设计103.3.1参数的计算103.3.2仿真及幅频特性测量113.4带阻滤波器的设计123.4.1参数的计算123.4.2仿真及幅频特性测量13第四章制作与调试154.1制作154.2调试154.2.1低通滤波器调试154.2.2高通滤波器调试154.2.3带通滤波器调试164.2.4带阻滤波器的调试16第5章总结17致谢18参考文献19附录2011第1章概论第1章概论1.1选题依据根据所学的专业和自己的爱好，采用数电、模电知识来完成有源滤波器

4、的设计。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。1.2有源滤波器的发展概况及现状1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳

5、定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。我国广泛使用滤波器是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐，但由于缺少专门研制机构，集成

6、工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。我国现有滤波器的种类和所覆盖的频率已基本上满足现有各种电信设备。从整体而言，我国有源滤波器发展比无源滤波器缓慢，尚未大量生产和应用。从下面的生产应用比例可以看出我国各类滤波器的应用情况：LC滤波器占50%；晶体滤波器占20%；机械滤波器占15%；陶瓷和声表面滤波器各占1%；其余各类滤波器共占13%。从这些应用比例来看，我国电子产品要想实现大规模集成，滤波器集成化仍然是个重要课题。随着电子工业的发展，对滤波器的性能要求越来越高，功能也越来越多，

7、并且要求它们向集成方向发展。我国滤波器研制和生产与上述要求相差甚远，为缩短这个差距，电子工程和科技人员负有重大的历史责任。7第1章概论1.3有源滤波器与无源滤波器的优缺点有源滤波自身就是谐波源。其依靠电力电子装置，在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率。其优点是反映动作迅速，滤除谐波可达到95％以上，补偿无功细致。缺点为价格高，容量小。由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟，所以当前常见的有源滤波容量不

8、超过600千瓦。其运行可靠性也不及无源。一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻（调谐滤波）状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。这样谐波电流就不会流入系统。无源滤波的优点为成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大。缺点为谐波滤除率一般只有80％，对基波的无功补偿也是一定的。目前在容量大且要求补偿细致的地方一般使用有源