二阶低通滤波器的设计--模电课设报告要点

课程设计说明书课程设计名称: 模拟电路课程设计课程设计题目：二阶低通滤波器的设计学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：20 13年 3 月 13日模拟电路课程设计任务书20 12－20 13学年第2 学期第1周－3周Array注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。

滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。

二阶低通滤波器可用压控和无限增益多路反馈。

采用集成运放构成的R C有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。

压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。

本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，采用E DA仿真软件Multisim12对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。

关键词：二阶低通滤波器，截止频率，电路设计目录前言1第一章课程设计任务及要求21.1设计任务21.2设计要求2第二章系统组成及工作原理32.1有源二阶压控滤波器32.2无限增益多路反馈有源滤波器 (4)第三章电路设计、参数计算、器件选择63.1二阶压控低通滤波器设计及参数计算63.2无限增益多路反馈有源滤波器的设计及参数计算6第四章电路组装及调试84.1压控电压源二阶低通滤波电路84.2无限增益多路负反馈二阶低通滤波器11第五章实验结论155.1实验数据记录与处理15参考文献16附录一芯片介绍：17附录二元件清单18附录三实物图19前言当今时代，随着科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和科学技术领域中占有不可或缺的核心地位。

二阶低通滤波器实验报告二阶低通滤波器实验报告引言：在电子领域中，滤波器是一种用于处理信号的重要工具。

滤波器的作用是根据信号的频率特性，选择性地通过或抑制特定的频率分量。

本次实验旨在研究和探索二阶低通滤波器的工作原理和性能。

一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 理解二阶低通滤波器的基本原理；2. 掌握二阶低通滤波器的设计和调试方法；3. 通过实验验证滤波器的性能和频率响应。

二、实验原理1. 二阶低通滤波器的基本原理二阶低通滤波器是一种常见的滤波器类型，其主要功能是通过滤除高于截止频率的信号分量，使得信号在低频范围内得到保留。

该滤波器由电容和电感组成，通过调整电容和电感的数值，可以改变截止频率和滤波器的斜率。

2. 二阶低通滤波器的设计方法二阶低通滤波器的设计需要确定截止频率和滤波器的品质因数Q。

截止频率决定了滤波器的频率响应范围，而品质因数Q则决定了滤波器的斜率和幅频特性。

根据所需的滤波器性能，可以选择合适的电容和电感数值，并通过计算和模拟验证其设计是否满足要求。

三、实验装置与步骤1. 实验装置本次实验所需的装置包括信号发生器、二阶低通滤波器电路、示波器等。

2. 实验步骤（1）根据设计要求，选择合适的电容和电感数值，并连接电路。

（2）将信号发生器连接到滤波器的输入端，调节信号发生器的频率和幅度。

（3）将示波器连接到滤波器的输出端，观察输出信号的波形和频率响应。

（4）通过调节电容和电感数值，优化滤波器的性能和频率响应。

（5）记录实验数据，并进行分析和总结。

四、实验结果与分析在实验中，我们根据设计要求选择了合适的电容和电感数值，并连接了二阶低通滤波器电路。

通过调节信号发生器的频率和幅度，我们观察到滤波器输出信号的波形和频率响应。

根据实验数据，我们可以绘制出滤波器的幅频特性曲线和相频特性曲线，并分析其性能和频率响应。

五、实验总结与心得通过本次实验，我们深入了解了二阶低通滤波器的工作原理和性能。

实验中，我们通过调节电容和电感数值，优化了滤波器的性能和频率响应。

二阶低通滤波器课程设计报告昌航版课程设计说明书课程设计名称：模拟电子技术课程设计课程设计题目：二阶低通滤波器的设计学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程班级：学号：姓名：评分：教师：20 12 年 3 月日模拟电子技术 课程设计任务书20 10 －20 11 年 第 2 学期 第 1 周－ 3 周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交题目 二阶低通滤波器的设计内容及要求（1）分别用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计电路（2）截止频率kHz 2f p =(3) 增益2A v =进度安排第1周：周一至周三查资料，完成原理图设计及仿真；第1周：周四至第2周周二，完成系统的制作、调试；第2周：周三设计结果检查。

学生姓名：指导时间 指导地点： 楼室任务下达20 年 月 日 任务完成 20 年 月 日 考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作□ 4.其它□指导教师 系（部）主任院教务存档。

摘要低通滤波器是一个经过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。

理想滤波器电路的频响在通带内具有一定幅值和线性相移，而在阻带内幅值应为零。

有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率相应的放大器。

滤波器的阶数越高，幅频特性的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。

根据指标，本次设计选用二阶有源低通滤波器。

该电路主要采用了uA741运放，而且在一阶的基础上增加一节RC网络，加大幅频特性衰减斜率，以达到在给定的频段内，让信号无衰减的经过电路，而通带外的其它信号将受到很大的衰减，从而提高滤波效率。

关键词：低通滤波器集成运放uA741 RC网络目录前言 (5)第一章设计任务 (6)1.1 课设题目 (6)1.2 设计内容与要求 (6)第二章系统设计原理及方案选择2.1 二阶有源低通滤波器的特点 (6)2.2 设计原理 (8)。

二阶低通滤波器的设计要点1.滤波器类型选择：二阶低通滤波器有许多不同的类型，包括巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等。

根据实际需求选择合适的滤波器类型，以满足对于频率响应、阻带抑制等方面的要求。

2.滤波器参数选择：滤波器参数包括截止频率、阻带衰减等。

截止频率是指滤波器将信号截止的频率点，阻带衰减是指滤波器在截止频率之外的频段对信号的抑制程度。

需要根据实际应用需求选择合适的参数值，以保证所需的信号处理效果。

3.构建转移函数：根据选定的滤波器类型和参数，可以建立二阶低通滤波器的传递函数。

传递函数描述了滤波器对输入信号的响应特性，可以用于分析和设计滤波器。

4.滤波器电路实现：根据滤波器的传递函数，可以设计具体的电路实现。

常见的二阶低通滤波器电路包括RC电路、RLC电路等。

可以通过选择合适的电路拓扑和元件参数，来实现所需的滤波特性。

5.频率响应分析：设计完成后，需要进行频率响应分析，以确保滤波器的性能满足要求。

可以使用仿真工具或实验测量的方法，观察滤波器在不同频率下的响应特性。

若有需要，可以对设计参数进行调整以达到预期的性能。

6.稳定性和阻带波纹：稳定性是指滤波器的输出能否在有限时间内收敛到稳定的目标状态。

对于二阶低通滤波器，稳定性要求其传递函数的极点都位于左半平面，以保证系统的稳定性。

另外，阻带波纹是指滤波器在截止频率附近的振荡现象。

设计时需要注意减小阻带波纹的幅度，以确保输出信号的稳定性。

7.电路实现工艺：根据滤波器的实际应用场景，选择适当的电路实现工艺。

常见的工艺包括模拟电路实现、数字滤波器实现、集成电路实现等。

不同的工艺具有各自的优点和限制，需要根据实际情况选择适合的工艺。

8.优化设计：进行性能优化和设计改进。

可以通过参数调整、电路拓扑优化等方法来改进滤波器的性能。

此外，还可以使用自适应滤波、多级联结等技术来提高滤波器的性能。

总结起来，设计二阶低通滤波器需要考虑滤波器类型选择、参数选择、转移函数构建、电路实现、频率响应分析、稳定性和阻带波纹、电路实现工艺以及优化设计等要点。

二阶低通滤波器设计报告设计目标：设计一个二阶低通滤波器，实现对输入信号的高频成分进行抑制，从而实现信号的平滑处理。

设计原理：二阶低通滤波器是基于巴特沃斯（Butterworth）滤波器的设计方法。

巴特沃斯滤波器是一种特殊的滤波器，其特点是在通带范围内具有最平坦的幅频特性，且在阻带范围内具有最快的衰减。

设计步骤：1. 确定滤波器的通带截止频率和阻带截止频率。

通带截止频率是指在该频率之前的信号成分会通过滤波器，而在截止频率之后的信号成分会被滤波器抑制。

阻带截止频率是指在该频率之后的信号成分会被滤波器抑制。

2. 根据巴特沃斯滤波器的设计表格，可以得到二阶低通滤波器的主要参数：截止频率、通带增益和阻带衰减。

3. 根据所给的截止频率和阻带衰减要求，在设计表格中找到相应的参数值，并得到对应的通带增益。

4. 根据得到的参数值，可以计算出二阶低通滤波器中各个阶段的传递函数和巴特沃斯滤波器的极点位置。

5. 根据所得到的传递函数和极点位置，可以确定滤波器的系统函数。

6. 可以使用系统函数进行滤波器的频率响应仿真和频率响应曲线的绘制。

7. 根据设计需求，可以进行滤波器的进一步优化，如增加滤波器阶数或采用其他滤波器设计方法。

设计结果：根据给定的截止频率和阻带衰减要求，得到了二阶低通滤波器的参数值。

通过系统函数的频率响应仿真和绘制，可以验证滤波器的设计效果。

结论：二阶低通滤波器是一种常用的滤波器设计方法，可以实现对信号的高频成分进行抑制，从而实现信号的平滑处理。

通过合理选择滤波器的参数值，可以得到满足设计要求的滤波器。

在实际应用中，可以根据具体需求对滤波器进行进一步优化，以获得更好的滤波效果。

钦州学院《模拟电子》课程设计报告院系机械与船舶海洋工程学院专业过程控制自动化学生班级 2013级133班姓名刘良新学号 **********指导教师单位钦州学院指导教师姓名张晓培指导教师职称2016年10月二阶低通滤波器自动化专业 2013级刘良新指导教师张晓培摘要：滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。

滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。

二阶低通滤波器可用压控和无限增益多路反馈。

采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。

压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。

本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，采用proteus仿真软件对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。

关键词：二阶低通滤波器，截止频率，电路设计设计目的:（1）进一步掌握模拟电子技术课程所学的理论知识，重点复习滤波器设计需要的知识点。

（2）了解滤波器的工作原理，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

（3）了解并熟悉电路设计的基本思想和方法。

目录前言 (4)第一章课程设计要求 (5)1.1设计要求 (5)第二章系统组成及工作原理 (2)2.1有源二阶压控滤波器 (2)2.2无限增益多路反馈有源滤波器 (6)第三章电路设计、参数计算、器件选择 (5)3.1二阶压控低通滤波器设计及参数计算 (5)3.2无限增益多路反馈有源滤波器的设计及参数计算 (8)第四章电路组装及调试 (6)4.1压控电压源二阶低通滤波电路 (6)4.2无限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (9)第五章实验结论 (11)5.1实验数据记录与处理 (11)5.2设计体会................................................................................. . (11)参考文献 (14)附录一芯片介绍： (14)附录二元件清单 (15)附录三实物图 (15)前言当今时代，随着科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和科学技术领域中占有不可或缺的核心地位。

有源二阶低通滤波器成绩：分电子工程系课程设计报告书课程设计名称电子技术课程设计题目有源二阶低通滤波器学生姓名高浩宝专业电子信息工程班级2007QQ 0日期： 2009 年 6 月日摘要:本文主要介绍了二阶压控电压源低通滤波器, 低通滤波器是一种典型的选频电路，在给定的频段内，理论上它能让信号无衰减地通过电路，这一段称为通带外的其他信号将受到很大的衰减，具有很大衰减的频段称为阻带，通带与阻带的交界频率称为截止频率，对滤波器的基本要求是：（1）通带内信号的衰减要小，阻带内信号的衰减要大，由通带过渡到阻带的衰减特性陡直上升；（2）通带内的特性阻抗要恒为常数，以便于阻抗匹配。

本滤波器主要用于限制信号于一定频率内通过.主要芯片为UA741运放器.在制作过程中运用到了protel,EWB等软件,用来制作电路板和设计的仿真计算等.关键字:低通;UA741;滤波; 截止频率；Abstract:The lowpass filter one selecting circuit frequently typical,give the frequency band definitely, in theory it make signal is it decay to have through circuit, the called outside of the bandpass other signal receive heavy decay very, very great frequency band that decays is called and hindered bringing, the bandpass and bounded frequency of hindering the area are called and closed at frequency, the basic demand of the wavefilter is: (1) Bandpass decay of signal light, hinder with interior signal heavy decay , carry out the transition to from bandpass decay brought to hinder characteristic steep to rise direct; (2)It is a constant that the characteristic in the bandpass is permanent in impedance, so that impedance is matched. This article introduced the active low pass filter,This filter mainly use in the clipped wave passing in the certainfrequencyThe main chip is UA741 transports putting。

课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：二阶低通滤波器的设计学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：2013 年03 月06 日模拟电路课程设计任务书2012－2013 学年第2学期第 1 周－ 3 周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要有源滤波器是由工作在线性区的集成运放和RC网络组成，实际上是一种具有特定频率响应的放大器。

滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分。

本次实验根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路和无限增益多路反馈二阶有源低通滤波电路，用LM324系列芯片进行工作，内由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器组成，采用仿真软件Multisim12.0，对压控电压源型二阶有源低通滤波电路和无限增益多路反馈二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。

关键字：LM324，低通，滤波目录前言 (1)第一章系统设计方案选择 (2)1.1总方案设计 (2)1.2子框图的作用 (2)1.3方案选择 (3)第二章系统组成及工作原理 (4)2.1压控电压源二阶有源低通滤波器 (4)2.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器 (5)第三章单元电路设计、参数计算、器件选择 (6)3.1压控电压源二阶有源低通滤波器设计及参数计算 (6)3.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器的设计及参数计算 (6)第四章电路组装及调试 (8)4.1压控电压源二阶有源低通滤波器电路 (8)4.1.1调节方法 (8)4.1.2理论数据 (8)4.1.3实际测试数据 (8)4.1.4结果分析 (8)4.2无限增益多路反馈二阶有源低通滤波器电路 (9)4.2.1调节方法 (9)4.2.2理论数据 (9)4.2.3实际测试数据 (9)4.2.4结果分析 (10)4.3实物图 (10)第五章总结 (11)参考文献 (12)前言早先的滤波器是由电器，电容和电阻构成的无源电路，然而电感的使用带来了许多问题：第一，电感的损耗比电容大得多，因而其品质因数错误！未找到引用源。

一 题目要求与方案论证1.（设计题目）二阶有源低通滤波器 1.1题目要求设计二阶有源低通滤波器。

要求通带边界频率f C =1500Hz ，通带最大衰减3dB,阻带边界频率Hz f s 9000 ,阻带最小衰减30dB ；通带内电压放大倍数A 0=1。

分析电路工作原理，设计电路图，列出电路的传递函数，正确选择电路中的参数。

1.1.2 方案论证（1）：对信号进行分析与处理时, 常常会遇到有用信号叠加上无用噪声的问题, 这些噪声有的是与信号同时产生的, 有的是传输过程中混入的。

因此, 从接收的信号中消除或减弱干扰噪声, 就成为信号传输与处理中十分重要的问题。

根据有用信号与噪声的不同特性, 消除或减弱噪声,提取有用信号的过程称为滤波, 实现滤波功能的系统称为滤波器。

滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种：① 无源滤波器:由电感L 、电容C 及电阻R 等无源元件组成 ② 有源滤波器:一般由集成运放与RC 网络构成，它具有体积小、性能稳定等优点，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与缓冲作用。

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，以达到提高信噪比或选频的目的，因而有源滤波器被广泛应用于通信、测量及控制技术中的小信号处理。

从功能来上有源滤波器分为： 低通滤波器（LPF ）、高通滤波器（HPF ）、 带通滤波器（BPF ）、带阻滤波器（BEF ）、 全通滤波器（APF ）。

其中前四种滤波器间互有联系，LPF 与HPF 间互为对偶关系。

当LPF 的通带截止频率高于HPF 的通带截止频率时，将LPF 与HPF 相串联，就构成了BPF ，而LPF 与HPF 并联，就构成BEF 。

在实用电子电路中，还可能同时采用几种不同型式的滤波电路。

滤波电路的主要性能指标有通带电压放大倍数AVP 、通带截止频率fP 及阻尼系数Q 等。

工作原理：二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路, 也是高阶虑波器的基本组成单元。

学号 08700109模拟电子技术基础设计说明书二阶低通滤波器起止日期： 2010年12月24日至 2010年12月31日学生班级成绩指导教师(签字)电子与信息工程系2011年 1 月 2日目录第一章电路设计 (1)1.1 集成运算放大器 (1)1.2 二阶低通电路 (2)1.3 课设电路及计算 (3)第二章所用元器件 (4)2.1 电阻 (4)2.2 电容 (4)2.3 集成运算放大器LM741 (4)第三章仿真情况 (5)第四章课设总结 (7)4.1 心得体会 (7)4.2 个人答辩问题 (7)参考文献 (8)第一章 电路设计1.1 集成运算放大器图1是集成运放的符号图，1、2端是信号输入端，3、4是工作电压端，5是输出端，在实际中还有调零端，频率补偿端和偏置端等辅助端。

集成运算放大器的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端以及一个输出端。

图中标有“+”号的是同相输入端，标有“—”号的是反相输入端，当信号从同相端输入时，输出信号和输入信号同相，反之则反相。

当集成运放工作在线性区时，它的输入信号电压和输出信号电压的关系是：odon p A U U U =- （1） 式中od A 是运放器的放大倍数，od A 是非常大的，可达几十万倍，这是运算放大器和差分放大器的区别，而且集成运放器的两个输入端对地输入阻抗非常高，一般达几百千欧到几兆欧，因此在实际应用中，常常把集成运放器看成是一个“理想运算放大器”。

理想运算放大器的两个重要指标为： （1）差模输入阻抗为∞； （2）开环差模电压增益Aod 为∞。

根据这两项指标可知，当理想运算放大器工作在线性区时，因为其输入阻抗为∞，因此在其两个输入端均没有电流，即在图1中021==I I ，如同两点被断开一样，这种现象称为“虚断”。

又因为∞=od A ，根据输入和输出端的关系：odon p A U U U =-，所以认为运放的同相输入端与反相输入端两点的电压相等，如同将该两点短路一样。