高阶有源带通滤波器课程设计精编WORD版
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带通滤波电路课程设计
带通滤波电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解带通滤波电路的基本概念，掌握其工作原理；2. 学生能够掌握带通滤波电路的频率响应特性，包括通带、阻带、截止频率等关键参数；3. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的带通滤波电路。
技能目标：1. 学生能够运用仿真软件（如Multisim、Proteus等）搭建带通滤波电路，进行仿真实验，观察并分析电路性能；2. 学生能够根据实际需求，调整电路参数，优化带通滤波电路的设计；3. 学生能够运用示波器、信号发生器等仪器，进行带通滤波电路的测试与调试。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习带通滤波电路，培养对电子技术课程的兴趣和热情；2. 学生能够认识到带通滤波电路在实际应用中的重要性，提高学习积极性；3. 学生在团队合作中，培养沟通、协作能力和解决问题的能力。
课程性质：本课程为电子技术课程的一部分，旨在帮助学生掌握带通滤波电路的基本原理和设计方法。
学生特点：学生为高二年级学生，已有一定的电子技术基础，具备基本的电路分析能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和实际操作技能。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果，为后续课程学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要依据课程目标，结合教材第十章“滤波电路”的相关内容，进行如下安排：1. 带通滤波电路基本概念：介绍带通滤波电路的定义、作用和应用场景，引导学生了解其在电子技术中的重要性。
2. 带通滤波电路原理：讲解带通滤波电路的工作原理，包括RC电路、LC电路的频率响应特性，使学生掌握带通滤波电路的基本原理。
3. 带通滤波电路参数分析：分析带通滤波电路的关键参数，如通带宽度、阻带深度、截止频率等，帮助学生深入理解电路性能。
4. 带通滤波电路设计方法：教授带通滤波电路的设计方法，包括电路参数计算、元件选型等，培养学生实际设计能力。
5. 仿真实验与实际操作：指导学生使用Multisim、Proteus等仿真软件搭建带通滤波电路，进行仿真实验，观察并分析电路性能；同时，组织学生进行实际电路搭建、测试与调试，提高学生的动手能力。
高阶有源带通滤波器
《模拟电子技术》课程设计说明书高阶有源带通滤波器学院：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：张松华职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：2015年6月26日摘要滤波器在现实生活中非常重要，运用广泛，在电子工程、通讯工程、自动化控制等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。
随着集成电路的迅速发展，用集成运放可以很方便地构成各种滤波器。
用集成运放实现的滤波器与其他滤波器相比有许多独特的优点。
因为不需要使用电感元件，所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和重量过大的缺点。
由于运算放大器的增益和输入电阻高，输出电阻低，所以能够提供一定的信号增益和缓冲作用，从而提高了滤波电路的稳定性和实用性。
论文根据对滤波器的原理设计了一个通带为400Hz、中心频率为1000Hz、增益为2-3的高阶有源带通滤波器。
在确定设计方案后，首先计算出该方案所需要的电阻、电容、运算放大器参数，并且通过Multisim软件仿真对设计方案进行可行性分析。
然后进行电路板的制作，焊接。
最后对实物进行了调试，将实际设计的滤波器与仿真结果；测试结果进行比较，分析误差产生的原因。
电路仿真和调试结果表明，设计的高阶有源带通滤波器实现了对通带范围内的信号进行放大，对通带范围外的信号进行衰减，达到了带通滤波效果。
关键词：有源；高阶带通滤波器；运算放大器；Multisim仿真目录1概述 (1)1.1滤波器的简介以及功能 (1)1.2模拟滤波器的传递函数与频率特征 (2)1.2.1模拟滤波器的传递函数 (2)1.2.2模拟滤波器的频率特征 (3)1.3滤波器的主要特性指标 (3)1.3.1特征频率 (3)1.3.2增益与损耗 (4)1.3.3阻尼系数与品质因数 (4)2方案设计 (5)2.1滤波器设计方案确定 (5)2.1.1滤波器总体设计思路 (5)2.1.2二阶低通滤波器 (6)2.1.3二阶高通滤波器 (6)2.2直流稳压电源的设计 (7)2.2.1直流稳压电源设计原理 (7)2.2.2设计电路的确定 (8)3电路元器件计算及选取 (10)3.1芯片的选取 (10)3.2低通滤波器部分 (10)3.3 高通滤波器部分 (11)3.4直流稳压电源参数选取 (12)3.4.1稳压器的选取 (12)3.4.2整流滤波电路的参数选取 (13)4仿真测试与性能分析 (15)4.1仿真原理图 (15)4.2幅频特性分析 (15)4.3仿真误差分析 (16)5 电路板制作与调试 (19)5.1PCB板的制作 (19)5.2焊接 (19)5.3调试 (19)5.4结果分析 (21)结束语 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (25)附录A 元器件清单 (25)附录B 电路原理图 (27)附录C PCB电路图 (28)附录D 实物图 (28)1概述1.1滤波器的简介以及功能滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。
高阶有源带通滤波器课程设计
2013级《模拟电子技术》课程设计说明书高阶有源带通滤波器课程设计评定意见学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程、设计任务内容及任务,中心频率1KHZ,通频带学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程摘要滤波器在现实生活中非常重要，运用广泛，在电子工程、通讯工程、自动化控制等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。
随着集成电路的迅速发展，用集成运放可以很方便地构成各种滤波器。
用集成运放实现的滤波器与其他滤波器相比，稳定性和实用性等性能指标，有了很大的提高。
滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，通过对滤波器的原理以及结构的认识设计一个通带为800Hz〜1200Hz增益为2〜3倍，中心频率为1000Hz的带通滤波器。
确定设计方案，设计选用UA741芯片作为电路的放大器，计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数，再用Multisim 对电路进行仿真，观察电路的幅频特性曲线，然后用AD软件制作带通滤波器电路板，制作完成后，再对电路板进行调试，误差分析，把理论值与测试值进行对比，在误差允许的范围内，证明此次设计的滤波器是成功的。
最终得到一个满足课程设计的高阶有源带通滤波器。
关键词：有源；带通；滤波器；UA741;幅频特性曲线目录1 概述. (1)1.1带通滤波器的简介和功能 ................ 错误! 未定义书签。
1.2滤波器的传递函数与频率特性 (1)1.2.1二阶RC滤波器的传递函数 (1)1.2.2 滤波器的频率特性 (3)1.3工作原理 (4)1.3.1高阶滤波器的工作原理 (4)1.3.2直流稳压电源的工作原理 (4)1.4滤波器的主要特性指标 (4)1.4.1特征频率 (4)1.4.2增益与衰减 (4)1.4.3阻尼系数与品质因数 (5)2 滤波器设计方案....................... 错误! 未定义书签。
带通滤波器设计文档
带通滤波器设计文档一、设计需求：做一个带通滤波器，要求带通是0.1-14Hz,其中要求0.3-10Hz间无衰减，0.1、14Hz为-3db截止点。
0.3-10Hz内幅频特性为1，最大误差不超过5%。
低频截止点要求可以放宽点，只要满足隔直和0.3Hz无衰减即可，高频点满足10Hz无衰减和14Hz点是-3db点，中间通带尽量平坦，最大误差5%。
二、Chebyshev带通滤波器1、电路图详见文件《3rd Order Band Pass Chebyshev I.pdf 》2、幅频特性曲线见图1图1 三阶Chebyshev I滤波器幅频特性曲线说明：1）、0.3～10HZ之间满足波动幅度<5%2）、3dB带宽点落在0.19HZ和14.9HZ点3）、具有很好的隔直功能、带通特性4)、需求分析中只对幅频特性做了要求，因而放宽对相频特性的要求5）、电容、电阻值均为理想计算值，未代入实际配置值3、传输函数3、利用低通和高通级联3.1 Butterworth低通滤波器1、电路图详见文件《6th Order Low Pass Butterworth.pdf 》2、幅频特性曲线见图2图2 六阶Butterworth低通滤波器幅频特性曲线说明：1）、0.3～10HZ之间满足波动幅度<5%。
2）、3dB带宽点落在14HZ点。
3）、具有很好的低通特性4)、需求分析中只对幅频特性做了要求，因而放宽对相频特性的要求5）、电容、电阻值均为理想计算值，未代入实际配置值3、传输函数3.2 Butterworth高通滤波器1、电路图详见文件《4th Order High Pass Butterworth.pdf 》2、幅频特性曲线见图3图3 四六阶Butterworth高通滤波器幅频特性曲线说明：1）、0.3～10HZ之间满足波动幅度<5%。
2）、3dB带宽点落在0.1HZ点。
3）、具有很好的高通特性4)、需求分析中只对幅频特性做了要求，因而放宽对相频特性的要求5）、电容、电阻值均为理想计算值，未代入实际配置值3、传输函数。
滤波器的课程设计
滤波器的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解滤波器的基本概念、原理和应用，掌握滤波器的设计和分析方法，培养学生运用滤波器解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解滤波器的基本原理和分类；（2）掌握常用滤波器的设计方法和特性；（3）熟悉滤波器在信号处理、通信等领域的应用。
2.技能目标：（1）能够运用滤波器解决实际问题；（2）具备分析滤波器性能参数的能力；（3）学会使用相关软件工具进行滤波器设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对信号处理和通信领域的兴趣；（2）培养学生勇于探索、创新的精神；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力。
二、教学内容本课程的教学内容分为以下几个部分：1.滤波器的基本概念和原理：介绍滤波器的定义、分类和基本原理。
2.常用滤波器的设计方法：讲解低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器的设计方法。
3.滤波器的特性分析：分析滤波器的截止频率、滤波效果等性能参数。
4.滤波器的应用：介绍滤波器在信号处理、通信等领域的应用实例。
5.滤波器设计软件的使用：教授如何使用相关软件工具进行滤波器设计。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解滤波器的基本概念、原理和设计方法。
2.案例分析法：分析实际应用中的滤波器案例，让学生更好地理解滤波器的作用。
3.实验法：让学生动手设计滤波器，提高实际操作能力。
4.讨论法：分组讨论滤波器的设计和应用问题，培养学生的团队协作能力。
四、教学资源为支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的滤波器教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的滤波器理论知识书籍，方便学生课后深入研究。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观展示滤波器的设计和应用。
4.实验设备：准备滤波器设计实验所需的硬件设备，让学生亲自动手实践。
5.软件工具：提供滤波器设计软件的使用教程，方便学生进行虚拟实验。
有源滤波器报告----课设
沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：有源滤波器系别班级学生姓名学号指导教师职称讲师孟祥斌助教起止日期： 2008年 12月22日起——至2009年1月2日止教研室主任李川 2008年 12月 10日设计题目：有源滤波器1设计任务：分别设计有源（低通、高通、带通、带阻）滤波器。
2设计目的：（1）能独立查阅、整理、分析有关资料；（2）能用模拟分立元件或集成电路完成设计任务；（3）掌握运算放大和滤波器电路原理。
3基本要求：(1)设计一个有源低通滤波器，要求该电路Aup=2,阻带区以10 dB/倍频程的斜率衰减；(2)设计一个有源高通滤波器，要求该电路Aup=2,阻带区以20 dB/倍频程的斜率衰减；(3)设计一个有源带通滤波器，fL=300Hz,fH=3kHz,要求该电路Aup=1,阻带区以10 dB/倍频程的斜率衰减；(4)设计一个有源带阻滤波器，fL=1kHz,fH=10kHz,要求该电路Aup=1,阻带区以20 dB/倍频程的斜率衰减；(5)以上设计均采用集成运放，并画出幅频特性曲线。
4发挥部分：能用硬件电路完成全部或部分功能。
沈阳工程学院模拟电子课程设计成绩评定表系（部）：自动控制工程系班级：电子072班学生姓名：温晓晨摘要现在有源滤波器已应用于电子各种领域中，随着科技的发展，电子的应用越来越广泛，有源滤波器已在电子世界中占有了一定的地位有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
它是在运算放大器的基础上增加一些R、C 等无源元件而构成的。
通常有源滤波器分为：低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）。
由于一阶滤波器的滤波效果较差，在阻带区以20dB/十倍频程衰减，要使滤波器以更好的滤波效果40dB/十倍频程、60dB/十倍频程、80dB/十倍频程衰减，可以用二阶、三阶、四阶滤波电路。
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。
有源带通滤波器设计
长沙学院课程设计说明书题目有源带通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级)姓名学号指导教师起止日期模拟电子技术课程设计任务书系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：长沙学院课程设计鉴定表目录目录 (4)第一章设计要求 (4)1.基本要求 (5)第二章方案选择及原理分析 (6)2.1.方案选择 (6)2.2 原理分析 (8)第三章电路设计 (9)3.1实现电路 (9)3.2参数设计 (9)3.3电路仿真 (10)1.仿真步骤及结果 (10)2.结果分析 (10)第四章仿真数据及处理 (11)第五章结论 (11)参考文献 (14)关键词：示波器第一章设计要求1.基本要求1、设计一个中心频率为2100HZ,通频带为1000HZ的带通滤波器2、（1）根据技术参数设计电原理图;（2）计算并选择电路元件及参数(含电源变压器)；（3）仿真调试电路；（4）举例说明所设计的有源高通滤波器的广泛应用，简要说明电路的工作原理第二章方案选择及原理分析2.1.方案选择滤波器：滤波器在电子电路中是一种对干扰信号或是无用的信号进行滤除的一种装置，包括电抗性元件L、C构成的无源滤波器、由集成运算放大器组成的有源滤波放大器，以及三极管滤波器等。
滤波器分类:按滤波器的组成元件的不同可以分为无源滤波器和有源滤波器。
按照滤波器的频率特性不同，滤波器通常可以分为四类：低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器、带通滤波器。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。
带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
巴特沃斯响应（最平坦响应）：巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。
该响应非常平坦，非常接近DC信号，然后慢慢衰减至截止频率点为-3dB，最终逼近-20ndB/decade的衰减率，其中n为滤波器的阶数。
带通滤波器的设计共31页文档
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
带通滤波器的设计
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
有源模拟带通滤波器课程设计
有源模拟带通滤波器课程设计一工程目的电子电路仿真工程是通信工程专业教学体系中一个实践性很强的环节。
它将模拟电子线路（低频局部和高频局部）、数字逻辑电路等课程的理论与实践有机结合起来，加强学生实验根本技能的训练，培养学生实际动手能力、理论联系实践的能力。
通过本课程设计让学生掌握电子电路系统的设计、制作、调试、仿真的方法。
二主要器件介绍1 滤波器滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。
其主要作用是让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。
滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号，利用这个特性可以将通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。
滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。
滤波，本质上是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。
2.滤波器的分类2.1按所处理的信号按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
2.2按所通过信号的频段按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
、带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。
、带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
2.3按所采用的元器件按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
2.3.1、无源滤波器：仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。
这类滤波器的优点是：电路比拟简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗，负载效应比拟明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比拟大，在低频域不适用。
2.3.2、有源滤波器：由无源元件(一般用R和C)和有源器件（如集成运算放大器）组成。
这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件）；缺点是：通带范围受有源器件(如1集成运算放大器）的带宽限制，需要直流电源供电，可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用。
《有源滤波器设计》word版
实验10 有源滤波器设计任务书一、设计目的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。
二、使用仪器与器材信号发生器；双线示波器；万用表；直流稳压源；实验电路板；元器件若干。
三、设计任务图中所示为无限增益多路反馈电路的一般形式,请选择适当类型无源元件Y1～Y5,以构成低通滤波器和高通滤波器1. 请设计一个二阶1dB 无限增益多路反馈切比雪夫低通滤波器，通带增益 Kp=2，截止频率fc=5kHz ，画出电路图。
2. 请设计一个二阶1dB 无限增益多路反馈切比雪夫高通滤波器，通带增益 Kp=2 截止频率fc=2kHz ，画出电路图。
● 以上工作请在实验课前完成。
写在实验报告中。
四、设计步骤1. 按设计所确定的电路参数，在实验接插板上放入器件，连接低通滤波器（注意连接可靠，正确）2． 将信号发生器的输出信号电压幅值调到1V ，接入低通滤波器的输入端，并调整信号源的频率，在低通滤波器输出端测量所对应的幅值。
（可用示波器或交流毫伏表测试，并计录输入频率值和所对应的输出幅值，测量 10～12 点。
） 3． 用示波器李沙育图形测试低通滤波器的相频特性，测量 10～12 点。
4． 进行高通滤波器的电路连接及幅频特性和相频特性测试。
测试方法同上。
五、设计报告要求与思考题1. 复习并掌握滤波器的工作原理，设计方法及应注意问题。
2. 画出所设计的低通滤波器、高通滤波器的电路图。
并注明元件参数。
3. 画出幅频特性与相频特性测试原理图，说明测试方法与步骤。
4. 以表格形式分别给出低通滤波器与高通滤波器的幅频特性与相频特性测试数据，并画出其特性曲线 。
5. 如果将低通滤波器与高通滤波器相串联，得到什么类型的滤波器，其通带与通带增益各为多少？画出其特性曲线。
也可在实验中予以观测和证实 。
6. 为构成所得类型的滤波器，对低通滤波器与高通滤波器的特性有无特定要求。
FIR滤波器(带通滤波器)课设报告
课程设计任务书摘要DSP芯片是一种高性能的微处理器，其技术发展大大推动了数字信号处理技术的发展与应用，目前从工业系统到家电产品，从军事装备到生物医学仪器，无不融入了DSP 技术。
本文阐述了带通数字滤波器的功能和基本原理，并且介绍了CCS3.3环境的相关内容，然后在CCS3.3中以TMS320C55x芯片的汇编语言编程实现了带通数字滤波器的设计。
而且通过仿真和验证，初步完成了设计。
关键词：DSP；微处理器；CCS3.3；TMS320C55x目录1 数字滤波器设计原理 (2)1.1数字滤波器的定义和分类 (2)1.2数字滤波器的优点 (2)1.3 FIR滤波器基本原理 (3)1.3.1 FIR数字滤波器的特点及结构 (3)1 .3.2 FIR滤波器具有的优点 (5)1.4 IIR数字滤波器基本原理 (5)1.5FIR和IIR滤波器的比较 (6)2 TMS320C5X的硬件结构 (7)2.1 C55X的CPU体系结构 (7)2.2 指令缓冲单元（I） (7)2.3 程序流程单元（P） (7)2.4 地址程序单元（A） (8)2.5 数据计算单元（D） (8)3 数字滤波器设计方法 (9)3.1 窗函数法 (9)3.2 模拟数字变换法 (10)4 数字滤波器的MATLAB辅助设计 (12)4.1 MATLAB简介 (12)4.2FDAtool界面介绍 (12)4.3 FIR数字滤波器设计 (13)4.3.1得到滤波器冲激响应序数方法 (13)4.3.2 FIR参数设定及频域响应特性 (14)5 数字滤波器的CCS实现 (15)5.1 简述CCS环境 (15)5.1.1 CCS主要特点 (15)5.1.2 DSP/BIOS和API函数以及RTDX插件 (15)5.2 CCS配置 (16)5.3 CCS环境中工程文件的使用 (16)5.3.1 建立工程文件 (16)5.3.2 创建新文件 (17)5.3.3 向工程项目中添加文件 (17)5.4 编译链接和运行目标文件 (18)5.4.1 对程序进行编译链接 (18)5.4.2 装载.out文件 (18)6运行并观察结果 (19)结论 (21)参考文献 ................................................................................. 错误!未定义书签。
带通滤波器课程设计
带通滤波器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解带通滤波器的基本原理，掌握其频率响应特性。
2. 学生能够掌握带通滤波器的传递函数、幅频特性及相频特性。
3. 学生能够了解带通滤波器的设计方法，包括切比雪夫、巴特沃斯等滤波器的设计。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，使用电路仿真软件（如Multisim、LTspice等）设计简单的带通滤波器电路。
2. 学生能够分析实际电路中带通滤波器的性能，并进行调试和优化。
3. 学生能够通过实验，观察并验证带通滤波器的频率响应特性。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习带通滤波器，培养对电子电路的兴趣和热情，增强学习动力。
2. 学生在团队协作中，学会沟通、交流，培养合作精神和集体荣誉感。
3. 学生能够认识到带通滤波器在实际应用中的重要性，增强理论联系实际的意识。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，以理论与实践相结合的方式进行教学。
学生特点：学生为高二年级电子技术爱好者，具备一定的电子电路基础知识和实践能力。
教学要求：注重理论教学与实践操作相结合，培养学生动手能力和创新能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 带通滤波器原理及其数学描述- 滤波器的基本概念和分类- 带通滤波器的定义和频率响应特性- 带通滤波器的传递函数、幅频特性及相频特性分析2. 带通滤波器设计方法- 切比雪夫滤波器设计原理及方法- 巴特沃斯滤波器设计原理及方法- 其他类型带通滤波器设计方法简介3. 带通滤波器电路分析与仿真- 使用Multisim、LTspice等软件进行带通滤波器电路设计与仿真- 分析实际电路中带通滤波器的性能，并进行调试和优化- 验证带通滤波器频率响应特性的实验方法4. 带通滤波器应用案例及拓展- 带通滤波器在通信、音频等领域的应用案例介绍- 带通滤波器的创新设计思路及发展趋势- 学生拓展实践项目：设计一个特定应用场景下的带通滤波器教学内容安排与进度：第1周：带通滤波器原理及其数学描述第2周：带通滤波器设计方法第3周：带通滤波器电路分析与仿真第4周：带通滤波器应用案例及拓展本教学内容根据课程目标，结合教材章节内容进行科学、系统地组织，旨在帮助学生掌握带通滤波器的基本原理、设计方法和实际应用。
高性能多阶有源带通滤波器设计
1 × =
B
R2 R3 R4
2 R1 R 2 R3 - R1 R2 R4
( 10)
当 C 和ω0 都归化为 1 时 , 满足 ( 7) 式的条件是 :
2 ω 0 = 1 =
1/ R1 + 1/ R2 + 1/ R3
R1
, B =
1
Q
=
・ 22 ・
2 - R4 / R3
R1 QR4
2 R1
电 子 测 量 与 仪 器 学 报 值为 [ 1 ] :
其中分母多项式的系数 b0 , b1 , ……, bn - 1 的选择 , 决定不同形式的滤波器特性 。当 ω0 = 1 ( rad/ sec ) ,
b0 = ω 0 = 1 时 , 可得到归一化的巴特沃思滤波器分
n
该滤波器的特点为 : ① 当 ω = 0 时 , | H ( j0) | = G 。 ②当 ω = ω j 0) | = G/ 2 。 ③ | H( ω j )| 0 时 ,| H( ω 是 ω 的单调递减函数 。 ④当 n →∞ 时 , 巴特沃思滤 波器趋向于理想的低通滤波器 。 ⑤ 在 ω= 0 处 ,| H (ω j ) | 的各阶导数均存在 , 且等于零 ; 故 | H ( ω j )| 在 该点上取得最大值 , 且具有最大平坦特性 [ 3 ] 。
随着电子设计自动化 ( EDA) 技术的飞速发展 , 电子
1 引 言
滤波器是一种对信号的频率具有选择性的电子 装置 ,根据其选频功能可分为低通 、 高通 、 带通 、 带阻 及全通滤波器 。就各种滤波器的频率响应特点而 言 , 可 分 为 巴 特 沃 思 ( Butterworth ) 型 、 切比雪夫 (Chebyshev ) 型 、 ( ) 贝 塞 尔 Bessel 型 及 考 尔 ( Cauar ) 型 。巴特沃思型滤波器具有最大平坦幅频响应的 特性 ,且具有良好的线性相位特性 ,其数学分析和网 络结构简单等优点 , 故目前广泛采用 。对于一理想 滤波器 ,实际上是一高阶滤波器的逼近 ,一般阶数越 高 ,性能越好 ,当然实现起来电路越复杂 。传统的高 阶滤波器设计一般是根据技术指标要求 , 首先选择 滤波器形式 ,然后通过查设计手册表格 ,确定元件归 一化值 ,最后将元件归一化值换算到所要求的频段 及实际数值 , 然后到实验室构建电路并调试修改 。
有源带阻滤波器课程设计
有源带阻滤波器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解有源带阻滤波器的基本原理，掌握其电路结构和功能。
2. 学生能够描述有源带阻滤波器的频率响应特性，了解其设计方法和应用领域。
3. 学生能够掌握有源带阻滤波器中各个元件的作用及其对滤波特性的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建简单的有源带阻滤波器电路。
2. 学生能够运用仿真软件对有源带阻滤波器进行仿真测试，分析并优化滤波性能。
3. 学生能够运用实验仪器和设备，对有源带阻滤波器进行实验验证，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子电路的兴趣，提高学习积极性。
2. 学生能够认识到有源带阻滤波器在工程应用中的重要性，增强实际应用意识。
3. 学生在团队协作中培养沟通、合作能力，学会分享和尊重他人意见。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论与实践相结合的方式进行教学。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识和电路分析能力，对实际操作和仿真软件有一定了解。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作和仿真测试，深入理解有源带阻滤波器的工作原理和应用。
同时，关注学生团队合作能力的培养，提高学生的综合素养。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 有源带阻滤波器基本原理：讲解有源带阻滤波器的定义、分类及其在信号处理中的应用。
- 教材章节：第二章第二节- 内容：RC电路、运算放大器组成的带阻滤波器原理，频率响应特性分析。
2. 有源带阻滤波器设计方法：介绍有源带阻滤波器的设计步骤，包括元件选型、电路搭建和参数计算。
- 教材章节：第三章第一节- 内容：设计原理，典型电路设计，参数计算方法。
3. 有源带阻滤波器仿真与实验：通过仿真软件和实验设备，让学生动手实践，验证理论知识的正确性。
- 教材章节：第四章- 内容：Multisim、Proteus等仿真软件的使用，实验操作步骤，数据分析。
有源带通滤波器设计
有源带通滤波器设计带通滤波器的设计一般包括四个主要步骤：定义设计参数、选择合适的滤波器类型、确定电路元件值、进行性能评估和调试。
下面将详细介绍这四个步骤。
第一步是定义设计参数。
在设计带通滤波器之前，我们需要明确以下几个参数：通带范围、阻带范围、滤波器的增益、频率响应以及电源电压。
通带范围是指滤波器能通过的频率范围，阻带范围是指滤波器能屏蔽的频率范围。
增益是指信号通过滤波器后的增益，频率响应是指滤波器对不同频率信号的响应情况。
电源电压是指滤波器所工作的电源电压。
第二步是选择合适的滤波器类型。
常见的滤波器类型有RC滤波器、RL滤波器、LC滤波器和活性滤波器等。
RC滤波器适用于低频信号的滤波，RL滤波器适用于高频信号的滤波，LC滤波器适用于中等频率信号的滤波，而活性滤波器通常具有更好的性能和灵活性。
第三步是确定电路元件值。
根据滤波器类型和设计参数，我们可以使用电路设计工具，如网络分析仪和电路设计软件，来计算出滤波器电路的元件值。
电路元件包括电阻、电容、电感和活性器件（如运放）等。
选择合适的元件值可以实现所需的滤波特性。
第四步是进行性能评估和调试。
在设计完成后，我们需要使用实际电路进行性能评估和调试。
这包括测量滤波器的频率响应、增益、相位移、失真程度和各个频段的信号衰减情况。
如果滤波器没有达到设计要求，我们可能需要对电路进行调整和优化。
总结起来，有源带通滤波器的设计涉及定义设计参数、选择滤波器类型、确定电路元件值和进行性能评估和调试等步骤。
这个过程需要结合理论知识和实际经验，以实现对特定频率范围信号的精确筛选。
巴特沃斯高通数字滤波器设计8页word文档
巴特沃斯高通数字滤波器设计要求：3dB 数字截止频率为rad c πω2.0=，阻带下边频πω05.0=s rad ，阻带衰减为dB A s 48≥。
一、课程设计目的：数字信号处理（Digital Signal Processing DSP ）是20世纪60年代以来，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科。
数字信号处理是利用计算机或其他专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、变换、滤波、压缩、传输、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的的一种技术。
数字信号处理随着计算机技术信息技术的进步获得了飞速的发展。
数字信号处理已广泛应用于科学研究和工程技术的各个领域，是新一代IT 工程师必须掌握的信息处理技术。
它在越来越多的应用领域中迅速替代传统的模拟信号处理技术，并且开辟出许多新的领域。
数字信号处理有很多深奥的数学概念，理论也相对抽象，而且是一门理论与实践密切结合的课程。
我们通过课程设计深入掌握课程内容，深入理解与消化关于巴特沃斯滤波器的基本理论，锻炼我们独立解决问题的能力，培养我们的创新意识，加强我们的实践学习。
二、设计原理：1、数字滤波器所谓数字滤波器，是指输入输出均为数字信号，通过数字运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例，或者滤除某些频率成分的数字器件或程序。
正因为数字滤波通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。
按照不同的分类方式，数字滤波器可以有很多种类型，但总起来可以分为两大类：经典滤波器和现代滤波器。
经典滤波器的特点是其输入信号中有用的频率成分和希望滤除的成分分别占有不同的频带，通过一个合适的选频滤波器滤除干扰，得到纯净信号，达到滤波目的。
但是，如果信号和干扰的频谱相互重叠，则经典滤波器无法有效滤除干扰，最大限度恢复信号，这就需要现代滤波器。
现代滤波器是根据随机信号的一些统计特性，在某种最佳准则下，最大限度抑制干扰，同时最大限度恢复信号，达到最佳的滤波效果的目的。
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高阶有源带通滤波器课程设计精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】2013级《模拟电子技术》课程设计说明书高阶有源带通滤波器课程设计评定意见《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程摘要滤波器在现实生活中非常重要，运用广泛，在电子工程、通讯工程、自动化控制等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。
随着集成电路的迅速发展，用集成运放可以很方便地构成各种滤波器。
用集成运放实现的滤波器与其他滤波器相比，稳定性和实用性等性能指标，有了很大的提高。
滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，通过对滤波器的原理以及结构的认识设计一个通带为800Hz～1200Hz，增益为2～3倍，中心频率为1000Hz的带通滤波器。
确定设计方案，设计选用UA741芯片作为电路的放大器，计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数，再用Multisim对电路进行仿真，观察电路的幅频特性曲线，然后用AD软件制作带通滤波器电路板，制作完成后，再对电路板进行调试，误差分析，把理论值与测试值进行对比，在误差允许的范围内，证明此次设计的滤波器是成功的。
最终得到一个满足课程设计的高阶有源带通滤波器。
关键词：有源；带通；滤波器；UA741；幅频特性曲线目录1概述 (1)1.1带通滤波器的简介和功能 (1)1.2滤波器的传递函数与频率特性 (1)1.2.1二阶RC滤波器的传递函数 (1)1.2.2 滤波器的频率特性 (3)1.3 工作原理 (4)1.3.1高阶滤波器的工作原理 (4)1.3.2直流稳压电源的工作原理 (4)1.4 滤波器的主要特性指标 (5)1.4.1特征频率 (5)1.4.2增益与衰减 (5)1.4.3阻尼系数与品质因数 (5)2滤波器设计方案 (7)2.1高阶有源带通滤波器设计方案 (7)2.1.1设计思路 (7)2.1.2 确定设计原理图 (8)2.1.3二阶低通滤波电路 (9)2.1.4二阶高通滤波电路 (10)2.2 直流稳压电源的设计 (11)2.2.1直流稳压电源的工作原理 (11)2.2.2直流稳压电源电路的选择与分析 (12)3设计电路元件参数计算 (13)3.1滤波器元件参数选取 (13)3.1.1二阶低通部分参数计算 (13)3.1.2二阶高通部分参数计算 (13)3.2直流稳压电源参数计算 (14)4仿真测试和数据分析 (15)4.1仿真原理电路图 (15)4.2幅频特性曲线分析 (15)4.3仿真误差分析 (16)5 PCB板的制作与调试 (18)5.1PCB排板 (18)5.2焊接与调试 (18)5.2.1仪器与设备 (18)5.2.2调试 (18)5.3误差分析 (19)结束语 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)附录A 元器件清单 (23)附录B 电路原理图 (24)附录C 电路PCB图 (25)附录D 实物图 (26)1概述1.1带通滤波器的简介和功能滤波器是一种只传输指定频段信号，抑制其他频段信号的电路。
滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种：①无源带通滤波器：由电感L 、电容C 及电阻R 等无源元件组成。
②有源带通滤波器：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和缓冲作用，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，以达到提高信噪比和选频的目的，因而有源滤波器广泛应用于通信、测量及控制技术中的小信号处理。
从功能来看有源滤波器可分为：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 ）。
1.2滤波器的传递函数与频率特性1.2.1二阶RC 滤波器的传递函数传递函数用来描述滤波电路的特性。
传递函数是输出与输入信号电压和电流拉氏变换之比。
对于任意复杂的滤波网络，均可分解为若干简单的一阶与二阶滤波电路级联构成。
因为任意个线性网络级联后，总的传递函数等于各网络传递函数的乘积。
高阶有源低通滤波电路如图1所示，由图可知，它是由两节RC 滤波电路和同相比例放大电路组成，其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。
图1 二阶RC 有源低通滤波电路同相比例放大电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即 R R A A A VF VF 1101-1）（+==。
（1）考虑到集成运放的同相输入端电压为：(2) 电路中由KCL 可得(3) 由式（2），（3）联立得（4）令 (5) (6) 由（4），（5），（6）联立得二阶RC 低通滤波器的传递函数为式（7）：（7） 同理可得二阶RC 高通滤波电路的传递函数为式（8）；高阶有源高通电路如图2所示：A V V VFps s )()(0=[]0)()()()()()(0=-----R s s sC s s R s s V V V V V VP A A A i ）（sCR A A V V A sCR s s VF VF i s 20)3(1)()(+-+==()RC c 1=ωA VF Q -=31ωωωωωω2220222c c cc c c VF s s Q s Qs A s A A++=++=（8） 带通滤波器的传递函数为式（9）；带通滤波电路电路如图3所示：（9） 图2 二阶RC 高通滤波电路图3 二阶RC 有源带通滤波电路1.2.2 滤波器的频率特性模拟滤波器的传递函数()s H 表达了滤波器的输入与输出间的传递关系。
若滤波器的输入信号Ui 是角频率为ω的单位信号，滤波器的输出()()jw jw U o H =会随输入信号频率的不同而变化，称为滤波器的频率特性。
频率特性是一个复函数，其幅值()ωA 称为幅频特性，其幅角()ωψ表示输出信号的相位相对于输入信号相位的变化，称为相频特性。
一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。
滤波器RC 节数越多，电路调试越困难。
低通滤波器的幅频特性曲线如图4所示，带通滤波器的幅频特性曲线如图5所示。
高通滤波器的幅频特性曲线如图6所示，课程小组的这次课程设计，采用一个二阶低通滤波器串联一个二阶高通滤波器构成一个高阶带通滤波器。
图4低通幅频特性曲线 图5通带幅频特性曲线 ωω2220c c s s Q s s A A ++=)(012000ωωωs Q Q A As ss ++=()jw H图6高通幅频特性曲线1.3 工作原理1.3.1高阶RC 滤波器的工作原理一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通道，在通带没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉。
另外，通带外的转换在极小的频率范围内完成。
实际上，并不存在理想的带通滤波器。
滤波器并不能将期望频率范围的所有频率完全衰减掉，尤其是在所需要的带通外还有一个被衰减但没有被隔离的范围。
这通带称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB 来表示。
通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能与设计更加接近。
然而，随着滚降范围越来越小，通带就变得不再平坦，开始出现“波纹”。
这种现象在通带的边缘处尤其明显，这种效应称为吉布斯现象。
1.3.2 直流稳压电源的工作原理直流稳压电源包括变压、整流、滤波、稳压四部分组成，电路输入220V 的电压，通过变压器变压后，再将其整流成单向脉冲电压，因为整流出来的脉动成分比较大，所以需要将其通过滤波电路进行滤波，将脉动成分滤掉。
得到比较平滑的直流电流，但是此时得到的电压值会受到电网电压的被动和负载的影响，得到的电压是不稳定的，所以必须将不稳定的电压进行稳压处理，最后得到稳定的直流电压。
1.4 滤波器的主要特性指标1.4.1特征频率①通带截频πω2/p p f =为通带与过渡带边界点的频率，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限。
②阻带截频πω2/p p f =为阻带与过渡带边界点的频率，在该点信号衰耗(增益的倒数)下降到一人为规定的下限。
③转折频率πω2/c c f =为信号功率衰减到(约为3dB)时的频率，在很多情况下，常以c f 作为通带或阻带截频。
④固有频率为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。
1.4.2增益与衰减滤波器在通带内的增益KP 并非为常数。
对于低通滤波器，通带增益一般是指0=ω处的增益；对于高通滤波器，通带增益一般是指时的增益；对于带通滤波器，通带增益一般是中心频率处的增益（即Hz f 1000=处的增益）此次课程小组设计的高阶带通滤波器的增益，在要求在之间。
1.4.3阻尼系数与品质因数阻尼系数表征了滤波器对角频率为信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰减的一项指标。
的倒数称为品质因素，是衡量带通和带阻滤波器的频率选择性的一个重要指标。
可以证明：（10）电路的品质因数Q 有两种测量方法，一是根据公式00//U U U U Q C L ==测定，与分别为谐振时电容器C 与电感线圈L 上的电压；另一种方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度，再根据 求出值。
式中为谐振频率，当1f 与2f 是失谐时，即输出电压的幅度下降到最大值的倍时的上、下频率点。
Q 值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好，其幅频特性曲线如图7所示：图7 幅频特性曲线2滤波器设计方案2.1高阶有源带通滤波器设计方案21πω2/c c f =∞→ω515.2=Av 3~2αω0αQ B Q f 00==ωϖC U L U f f f 12-=∆)/(120f f f Q -=Q f 0707.021=2.1.1设计思路 考虑到实用性，带负载能力要强，应满足输入阻抗足够高，输出阻抗足够小。
根据设计要求，滤波器的带宽范围从Hz Hz 1200~800，增益倍3~2=Av ，阻带衰减频率频程10/40dB -的带通滤波电路。
本电路可以采用一个二阶低通和一个二阶高通的滤波电路级串联而成。
由图8可看出，当Q 值大于0.707时，在巴特沃斯低通高通电路阶数n 与增益G 的关系如表1中可知它的增益只能达到1.586，一个二阶低通与一个二阶高通电路进行级联增益为2.515，所以将带通滤波电路看成两部分，分别求出两部分电路元件参数，A V 也分成两部分A A A V V V ,,21即两部分相乘，515.2)586.1(2==A V，基本达到设计要求。
表1 巴特沃斯低通高通电路阶数n 与增益G 的关系 图8二阶低通滤波电路的幅频响应曲线2.1.2 确定设计原理图本次设计采用二阶低通滤波电路级联二阶高通滤波电路组成，滤波电路中两个运算放大器为UA741芯片。