RC有源滤波器实验设计报告

《RC有源滤波器快速设计》

实验报告

小组成员：黄文成

习灿

方丹

指导老师: 汤依婷

湖北经济学院电子工程系

2013．03

摘要： 由RC 元件与运算放大器组成的滤波器称为RC 有源滤波器，其功能是

让一定范围内的频率通过，抑制或者急剧衰减频率范围以外的信号。因受到运算放大器带宽的限制，这类滤波器仅适用于低频范围。根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。滤波器的用处非常大，它可以处理信号,虑去无用的干扰信号，使信号满足自己的需要。如许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。目前，滤波器被广泛用于通信、广播、雷达以及许多仪器设备中。

设计性能指示要求

方案（一）

一级二阶低通与一级二阶高通级联。截至频率 Hz f H 3000=,Hz f L 300=, 增益10=V A 阻带衰减速度为-40dB/10倍频

方案（二）

一级二阶带通滤波器。中心频率KHz f 10=，增益2=V A ，品质因素10=Q

一、方案设计

方案（一）

实现二阶带通滤波器的电路有压控电压源（VCVS ）电路和无限增益多路反馈(MFB)电路。如果要求带宽BW 的范围很宽，可采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联，但其阻带的衰减率为-40db/10倍频程，滤波器的带宽由两个滤波器的截止频率所决定。所以我们选用一个截止频率为300Hz ，增益为2的二阶低通滤波器和一个截止频率为3KHz ，增益为5的二阶高通滤波器。 方案（二）

二阶带通滤波器 的性能参数有中心角频率0w 或0f ，0w 对应的增益为v A ，带宽L H f f BW -=，品质因素BW f Q 0

=

，Q 值越高，滤波器选择性越好，衰减速

度越高，但Q 值也不能太高，否则会使电路难以调整，故取10=Q 。

二、电路设计

设计步骤：

1.根据截至频率c f 选定一个电容C 的标称值（单位uF ），使其满足C

f K c 100

= （101≤≤K ）

2.设计表中查出与v A 对应的电容值及1=K 时的电阻值，再将这些电阻值乘以参数K ，得到电阻的设计值。

3.实际调整并修改电容、电阻值，测量滤波器的性能参数是否满足设计要求。

三、调试与测试结果

1.低通滤波电路仿真图

2.高通滤波电路仿真图

3.低通、高通滤波级联仿真电路图

4.带通滤波仿真电路图

调试结果

1.低通和高通级联电路输出波形图

2.带通电路输出波形图

误差分析

①元器件误差，由于计算得出的元件参数比较理想化，而实际中用的元件很难匹配所有的参数。

②仪器误差。函数发生器大约有50Ω内阻，示波器本身误差示数误差以及波形的抖动造成的误差。

③直流稳压电源的输出值并不完全等于理论值。这对放大倍数有所影响。

四、讨论与心得体会

这次我们我们参与设计的是一个RC二阶有源滤波器，有两个可选方案：其一是利用一个二阶低通和一个二阶高通级联，另一个是直接设计一个带通滤波器。

首先还是了解设计原理及要求，实验整体比较简单。按照性能指标和设计步骤，我们首先通过查看设计表选择电路形式、确定电容值并计算出对应的电阻值；然后，我们利用仿真软件很顺利地连接好电路图并得到符合性能指标要求的仿真结果；接着根据计算出来的电阻值及实验室的现有资源，电路需要两个甚至多个电阻串联；准备好所有元器件之后我们开始在面包板上搭电路，快速连接好电路之后我们开始接入电源和信号源用示波器测输入输出电压。级联部分的低通电路输出基本满足要求，但是接入高通电路之后并没有得到预计的结果，输出电压没有放大反而缩小了，我们觉得可能是电路连接的问题，所以便逐级去检查电路，经过多次检查确定无误后再次测试发现还是有问题，然后我们猜测可能是芯片的问题，更换芯片之后输出结果有所改善但仍然不符合设计要求，我们有些失望，但发现其它组也出现了类似的情况。

我们了解到这个实验本身会产生较大的误差，再加上实验室里各种仪器设备的限制，所以经过反复检查、排除各种可能的原因，并对照仿真电路一步一步、耐心地调试，很庆幸我们最终的输出电压值基本符合性能指标要求。

这次的实验看似简单，实验过程和结果却差强人意，然而，我们觉得应该更重整个的实验过程。从个元器件的选择到电路的仿真再到在面包板上搭建电路和最后的波形调试，我们分工合作、相互协调、通过解决遇到的各种问题这一过程在培养耐心、细致的态度的同时也提高了自己的能力。相信在下一次的实验设计中我们一定可以做得更完美！

附：

元器件清单

基于Multisim二阶RC有源滤波器的设计

1 前言 1.1 选题依据 滤波器是一种能从杂质信号中过滤出有用信号的的电路。按其电路中使用的是有源元件还是无源元件，滤波器分为无源和有源，有源滤波器的主要构造是RC网络、集成电路、运算放大电路。通常它的体积很小，性能也很好，但是它的增益和输入阻抗很高，这是因为集成运放的输出阻抗很低造成的，所以有源滤波器还具有放大、缓冲的作用。利用有源滤波器可以将有用信号从复杂信号中过滤出来，抑制噪声信号，从而使信噪比得到提高，因而有源滤波器广泛地应用在通信、控制、测量等技术领域中。 本次毕业设计，我是根据自己的兴趣爱好和所学过的专业知识来完成的。 1.2 有源滤波器的发展概况及现状 有源滤波器伴随着集成运放的出现开始发展；在1970年后,人们开始重视有源滤波器的发展。1974年,高频RC有源滤波器可以达到GB/4的工作频率。有源C滤波器由电容和运算放大器构成,其性能仅取决于电容比。从而解决电阻给集成带来的困难,最重要的是过滤精度都得到很大的提高。1978年,滤波器受单片RC有源滤波器的影响，得到了快速地发展]1[。 去掉了电感器后，不仅使滤波器的体积变小了，而且也大大的提高了它的Ｑ值。如今虽然有源滤波器已经在很多方面都得到了广泛的应用，但是关于它的很多方面仍需要进一步的研究和改进，比如：单片集成有待改进；理想运放的实际特性要进一步接近理想值的研究；进一步应用线性变换方法的探索等。故有源滤波器无论是在理论上，还是在实际应用中都需要进一步的研究和发展。

2 总方案设计 2.1 RC有源滤波器的组成 RC有源滤波器最基本的组成部分： 1、RC网络：主要构造为电阻和电容，其作用就是在电路中进行滤波，将有用的信号过滤出来，选取波形。 2、放大器：电路中应用了同相输入运放，其特点是具有高输入阻抗，低输出阻抗，主要应用于前置放大级。 3、反馈网络：把经过放大器输出后的信号再次印象到放大器，并比较前后两次输入的信号，用经过比较后所得的有效输入信号去控制输出的过程叫反馈。反馈网络分为正、负反馈，其框图如图2-1所示： 图2-1 RC有源滤波方框图 2.2 方案选择 在通信测量和控制领域中有源滤波器的应用很广泛。在要求的频带内理想滤波器的增益是均匀而稳定的，而在通带以外则衰减无穷大。然而在实际应用中，滤波器会有一定的衰减，通常只能采用各种函数来逼近滤波器的理想频率特性。 根据给定的技术指标，元器件的个数种类以及电路的形式都可以选定。滤波器的技术指标分为通频带和阻带，通带指标包括通带传输系数、通带边界频率。阻带指标为帯沿的陡变。下面简述滤波器的设计原则： 2.2.1 关于滤波器类型的选择 巴特沃斯滤波器通带内的频率响应曲线几乎平坦，而在阻带内频率响应慢慢衰减，其中一边界角频率先增加后减小，最终趋向负无穷大。在这次设计中，我选择设计的是巴特沃斯二阶有源高通滤波器和巴特沃斯二阶有源低通滤波器]2[。

二阶RC有源低通,高通,带阻滤波器的设计

电子技术课程设计报告（二阶RC有源滤波器的设计）

目录 第一章设计任务与要求 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 设计要求 (3) 第二章设计方案 (3) 2.1 总方案设计 (3) 2.1.1 方案框图 (3) 2.1.2 子框图的作用 (3) 2.1.3 方案选择 (4) 第三章设计原理与电路 (6) 3.1 单元电路的设计 (6) 3.1.1 原理图设计 (6) 3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 (8) 3.2 元件参数的计算 (10) 3.2.1 二阶低通滤波器 (10) 3.2.2 二阶高通滤波器 (10) 3.2.3 二阶带通滤波器 (10) 3.2.4 二阶带阻滤波器 (11) 3.2 元器件选择 (11) 3.3 工作原理 (12) 第四章电路的组装与调试 (12) 4.1 MultiSim电路图 (13) 4.2 MultiSim仿真分析 (15) 第五章设计总结 (19) 附录 (20) 附录Ⅰ元件清单 (20) 附录Ⅱ Protel原理图 (20) 附录Ⅲ PCB图（正面） (21) 附录Ⅳ PCB图（反面） (22) 参考文献 (23)

第一章 设计任务与要求 1.1 设计任务 1、学习RC 有源滤波器的设计方法； 2、由滤波器设计指标计算电路元件参数； 3、设计二阶RC 有源滤波器(低通、高通、带通、带阻)； 4、掌握有源滤波器的测试方法； 5、测量有源滤波器的幅频特性。 1.2 设计要求 1、分别设计二阶RC 低通、高通、带通、带阻滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤； 2、在multisim 里仿真电路，测量并调整静态工作点； 3、测量技术指标参数； 4、测量有源滤波器的幅频特性； 5、写出设计报告。 第二章 设计方案 2.1 总方案设计 2.1.1方案框图 图2.1.1 RC 有源滤波总框图 RC 网络 反馈网络 放大器

信号与系统-实验1-无源和有源滤波器设计

哈尔滨理工大学 实验报告 课程名称：信号与系统实验 实验名称：无源和有源滤波器设计 班级 学号 姓名 指导教师 2020 年6 月7 日 教务处印制

一、实验预习（准备）报告 1、实验目的 1.了解 RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性； 2.分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性； 3.掌握滤波器的设计方法并完成设计和仿真。 2、实验相关原理及内容 1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器，也可以由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。 2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）四种。把能够通过的 信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。而通带与阻带的分界点 的频率ωc 称为截止频率或称转折频率。图1-1 中的|H(jω)|为通带的电压放大倍数，ω 0为中心频率，ωcL和ωcH分别为低端和高端截止频率。 图1-1 各种滤波器的理想频幅特性 3、图 1－2 所示，滤波器的频率特性 H（jω）（又称为传递函数），它用下式表示 H(jω)=u 2=A(ω)∠θ(ω) u 1 （3－1） 式中 A（ω）为滤波器的幅频特性，θ(ω)为滤波器的相频特性。它们都可以通过实验的方法来测量图 1-2 滤波器。

图 1-2 滤波器模型图 四种滤波器的实验线路如图 1-3 所示： 图 1-3 各种滤波器的实验线路图 3、实验方法及步骤设计 1、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表， 2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。 3、无源和有源低通滤波器的仿真设计与幅频特性测试。 （1）测试RC 无源低通滤波器的幅频特性。 用图1-1（a）所示的电路，测试RC 无源低通滤波器的特性。实验时，必须在保持正弦波信号输入电压（U1）幅值不变的情况下，逐渐改变其频率，用交流电压表（10Hz

RC有源滤波器实验设计报告

《RC有源滤波器快速设计》 实验报告 小组成员：黄文成 习灿 方丹 指导老师: 汤依婷 湖北经济学院电子工程系 2013．03

摘要： 由RC 元件与运算放大器组成的滤波器称为RC 有源滤波器，其功能是 让一定范围内的频率通过，抑制或者急剧衰减频率范围以外的信号。因受到运算放大器带宽的限制，这类滤波器仅适用于低频范围。根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。滤波器的用处非常大，它可以处理信号,虑去无用的干扰信号，使信号满足自己的需要。如许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。目前，滤波器被广泛用于通信、广播、雷达以及许多仪器设备中。 设计性能指示要求 方案（一） 一级二阶低通与一级二阶高通级联。截至频率 Hz f H 3000=,Hz f L 300=, 增益10=V A 阻带衰减速度为-40dB/10倍频 方案（二） 一级二阶带通滤波器。中心频率KHz f 10=，增益2=V A ，品质因素10=Q 一、方案设计 方案（一） 实现二阶带通滤波器的电路有压控电压源（VCVS ）电路和无限增益多路反馈(MFB)电路。如果要求带宽BW 的范围很宽，可采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联，但其阻带的衰减率为-40db/10倍频程，滤波器的带宽由两个滤波器的截止频率所决定。所以我们选用一个截止频率为300Hz ，增益为2的二阶低通滤波器和一个截止频率为3KHz ，增益为5的二阶高通滤波器。 方案（二）

二阶带通滤波器 的性能参数有中心角频率0w 或0f ，0w 对应的增益为v A ，带宽L H f f BW -=，品质因素BW f Q 0 = ，Q 值越高，滤波器选择性越好，衰减速 度越高，但Q 值也不能太高，否则会使电路难以调整，故取10=Q 。 二、电路设计 设计步骤： 1.根据截至频率c f 选定一个电容C 的标称值（单位uF ），使其满足C f K c 100 = （101≤≤K ） 2.设计表中查出与v A 对应的电容值及1=K 时的电阻值，再将这些电阻值乘以参数K ，得到电阻的设计值。 3.实际调整并修改电容、电阻值，测量滤波器的性能参数是否满足设计要求。 三、调试与测试结果 1.低通滤波电路仿真图

二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真

湖南人文科技学院毕业设计 二阶RC有源滤波器的设计报告 滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。 1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。由于R 的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。 由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。尽管有这么多问题，RC有源滤波器的理论和应用仍在持续发展中。 1. 设计技术指标 (1) 设计二阶RC有源低通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fH =20KHz； (2) 设计二阶RC有源高通滤波器：通带增益AUF=2；品质因数Q=0.707；截止频率fL =2kHz； (3) 设计二阶RC有源带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO =1.24kHz；带宽:Hz-kHz；

二阶RC有源滤波器的设计

二阶RC有源滤波器的设计 二阶RC有源滤波器是一种常用的滤波器电路，它能够实现对输入信 号的特定频率范围内的增益或衰减。在设计二阶RC有源滤波器时，我们 需要考虑各种因素，如滤波器类型、频率特性、增益、带宽等。下面将详 细介绍二阶RC有源滤波器的设计过程。 1.确定滤波器类型 2.确定截止频率 截止频率是指在该频率上信号的幅值相对于其他频率被衰减的程度。 我们需要确定滤波器的截止频率，以实现对所需频率范围内的增益或衰减。截止频率可以根据具体应用的要求来确定。 3.选择滤波器的增益 滤波器的增益与信号在截止频率附近的幅频特性有关。根据需求，我 们需要确定滤波器在截止频率附近的增益大小。通常情况下，二阶RC有 源滤波器的增益可以在0dB到20dB之间选择。 4.计算滤波器的带宽 滤波器的带宽是指在该频率范围内信号的幅值不被衰减的程度。我们 需要计算滤波器的带宽，以确定滤波器对所需频率范围内的信号的保留程度。带宽可以通过截止频率和滤波器增益来计算得出。 5.设计滤波器电路 根据上述参数，我们可以设计出二阶RC有源滤波器的电路。通常情 况下，二阶RC有源滤波器由一个有源放大器、两个电容和两个电阻组成。具体的电路图可以根据滤波器类型和设计要求来确定。

6.进行电路模拟和优化 在设计完成后，我们可以使用电路模拟软件进行模拟和优化。通过模拟，我们可以验证滤波器的性能是否符合设计要求，并根据需要进行电路参数的调整和优化。 7.制作滤波器电路 在优化滤波器电路之后，我们可以进行电路的制作和组装。需要注意的是，尽量采用高质量的元器件来确保滤波器的性能和可靠性。 总结： 以上是二阶RC有源滤波器的设计过程。在设计过程中，我们需要确定滤波器类型、截止频率、增益和带宽等参数，并根据这些参数设计出满足要求的电路。通过电路模拟和优化，我们可以验证滤波器的性能，并进行必要的调整和优化。最后，制作出合适的滤波器电路，并确保其质量和可靠性。

无源滤波器和有源滤波器实验报告

无源滤波器和有源滤波器实验报告 无源滤波器和有源滤波器实验报告 引言 滤波器在电子领域中起着至关重要的作用，它可以帮助我们去除信号中的噪声，提高信号的质量。无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们在 电路结构和性能特点上有所不同。本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波 器电路，比较它们的滤波效果和特点。 实验一：无源滤波器 无源滤波器是由被动元件（如电阻、电容、电感）构成的滤波电路。在本实验中，我们选择了RC低通滤波器进行研究。 1. 实验目的 通过搭建RC低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。 2. 实验步骤 a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、电阻、电容、示波器等。 b. 搭建电路：按照电路图连接电阻和电容，接入电源和示波器。 c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。 d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。 3. 实验结果 通过实验观察，我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。在低频情况下， 输出信号基本与输入信号保持一致；而在高频情况下，输出信号的幅度会逐渐 降低，起到了滤波的作用。这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小，导致信 号通过电容器的路径而绕过电阻。

实验二：有源滤波器 有源滤波器是由主动元件（如运算放大器）和被动元件组成的滤波电路。在本 实验中，我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。 1. 实验目的 通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。 2. 实验步骤 a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、运算放大器、电阻、电容、示 波器等。 b. 搭建电路：按照电路图连接运算放大器、电阻和电容，接入电源和示波器。 c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。 d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。 3. 实验结果 通过实验观察，我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。与RC滤 波器相比，Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。这是因为运 算放大器的放大作用可以弥补电阻和电容的能量损耗，使得输出信号更加稳定。结论 通过对无源滤波器和有源滤波器的实验研究，我们发现它们在滤波效果和性能 特点上存在一定的差异。无源滤波器主要通过被动元件构成，适用于简单的滤 波需求；而有源滤波器则借助运算放大器等主动元件，具有更好的滤波效果和 增益稳定性。在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的滤波器类型。 参考文献： [1] Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2014). Microelectronic circuits. Oxford University

滤波器 实验报告

滤波器实验报告 滤波器实验报告 引言： 滤波器是电子学中常用的一种设备，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率 范围的信号。本实验旨在通过设计和实现不同类型的滤波器来研究其性能和应用。 一、低通滤波器 低通滤波器是最常见的一种滤波器，其作用是通过去除高频信号，只保留低频 信号。在本实验中，我们设计了一个RC低通滤波器。通过选择合适的电容和 电阻值，我们可以调整滤波器的截止频率。实验结果表明，当截止频率较低时，滤波器可以有效地去除高频噪声，但会对低频信号造成一定的衰减。而当截止 频率较高时，滤波器对低频信号的衰减较小，但对高频噪声的去除效果较差。二、高通滤波器 高通滤波器与低通滤波器相反，其作用是通过去除低频信号，只保留高频信号。在本实验中，我们设计了一个RL高通滤波器。通过选择合适的电感和电阻值，我们可以调整滤波器的截止频率。实验结果表明，当截止频率较低时，滤波器 可以有效地去除低频信号，但会对高频信号造成一定的衰减。而当截止频率较 高时，滤波器对高频信号的衰减较小，但对低频信号的去除效果较差。 三、带通滤波器 带通滤波器是一种可以选择特定频率范围的信号的滤波器。在本实验中，我们 设计了一个LC带通滤波器。通过选择合适的电感和电容值，我们可以调整滤波器的中心频率和带宽。实验结果表明，当中心频率与信号频率相近时，滤波器

可以有效地选择特定频率范围的信号。而当中心频率与信号频率相差较大时，滤波器对信号的选择效果较差。 四、陷波滤波器 陷波滤波器是一种可以去除特定频率的信号的滤波器。在本实验中，我们设计了一个RC陷波滤波器。通过选择合适的电容和电阻值，我们可以调整滤波器的陷波频率。实验结果表明，当陷波频率与信号频率相近时，滤波器可以有效地去除特定频率的信号。而当陷波频率与信号频率相差较大时，滤波器对信号的去除效果较差。 结论： 通过本实验，我们深入了解了滤波器的原理、性能和应用。不同类型的滤波器在信号处理中有着不同的作用，可以根据需要选择合适的滤波器来实现信号的处理和优化。滤波器在电子学、通信等领域中具有广泛的应用，对于提高信号质量和减少噪声干扰有着重要的意义。通过进一步的研究和实践，我们可以进一步优化滤波器的设计和性能，以满足不同应用场景的需求。

RC有源滤波器设计

RC有源滤波器设计 有源滤波器是一种利用放大器来增强滤波性能的滤波器。在有源滤波 器中，放大器起着放大和调整信号的作用，从而增加滤波器的增益和频率 响应的可调性。 有源滤波器通常由三个基本部分组成：输入网络、放大器和输出网络。输入网络用于调整输入信号的阻抗和频率响应，放大器用于放大输入信号，输出网络用于进一步调整信号的阻抗和频率响应。通过合理设计这三个部 分的参数，可以实现不同类型的滤波器功能。 有源滤波器有许多种类，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器 和带阻滤波器。设计有源滤波器的关键是选择合适的放大器类型、电路拓 扑和参数，以满足所需的滤波特性。 在设计有源滤波器时，首先需要确定滤波器的频率响应。这可以通过 在频域中绘制出滤波器的理想传递函数来实现。然后，根据所选择的放大 器类型和电路拓扑，选择适当的放大器参数。可以通过计算或仿真来确定 这些参数。 接下来，需要根据设计要求选择合适的电阻、电容和电感元件值。根 据放大器和电路拓扑的特性，合理选择这些元件的数值，以实现所需的频 率响应和滤波特性。 在设计有源滤波器时，还需要考虑放大器的增益和稳定性。增益可以 通过调整放大器的放大倍数来实现，而稳定性可以通过添加合适的反馈回 路和补偿电路来保证。这可以提高滤波器的性能和可靠性。

最后，在设计完成后，需要通过实验或仿真来验证滤波器的性能。可 以使用信号发生器和示波器来提供输入信号和测量输出信号的频率响应和 增益。根据实验结果，可以进行必要的调整和优化，以满足设计要求。 总之，有源滤波器设计是一个复杂的过程，需要综合考虑放大器类型、电路拓扑、元件数值和电路参数等因素。通过合理选择和调整这些参数， 可以实现所需的滤波特性和性能。设计者需要具备一定的电路理论知识和 实践经验，以确保设计的正确性和可靠性。

有源滤波器实验报告(1)

有源滤波器实验报告(1) 有源滤波器实验报告 一、实验目的 1.了解有源滤波器的基本工作原理。 2.掌握有源低通和有源高通滤波器的实现方法及其频率特性。 3.学习使用多用途运放进行有源滤波器的设计。 二、实验原理 有源滤波器由运放放大器和RC电路构成。有源滤波器的基本原理是利用运放的放大作用以及RC电路的滤波作用实现滤波的过程。有源滤波器分为有源低通滤波器和有源高通滤波器两种类型，分别用于对信号的低频和高频进行滤波。 三、实验仪器 1.多用途运放实验板 2.数字存储示波器 3.脉冲信号发生器 4.电源 四、实验内容 1.设计并搭建有源低通滤波器电路。 2.设计并搭建有源高通滤波器电路。 3.对低频和高频信号分别进行滤波实验。 4.在不同频率下测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。 五、实验步骤和操作

1.设计有源低通滤波器电路。 按照RC低通滤波器的原理，选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率，然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。将设计好的电路搭建在实验板上，并连接信号输入和输出端口， 将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口，使用数字示波器来观察 滤波结果。 2.设计有源高通滤波器电路。 按照RC高通滤波器的原理，选择合适的电阻和电容组合来计算截止频率，然后根据运放的放大倍数设计电压跟随电路来实现放大和增益控制。将设计好的电路搭建在实验板上，并连接信号输入和输出端口， 将脉冲信号发生器输出的信号接入输入端口，使用数字示波器来观察 滤波结果。 3.测量有源低通和有源高通滤波器的增益和相位延迟特性。 分别在不同频率下进行测量，利用示波器测量输出信号的幅度和相位，计算出滤波器的增益和相位延迟特性。 六、实验结果和分析 1.有源低通滤波器实验结果： 实验中选择的截止频率为1kHz，测量得到在1kHz处的增益为18dB， 相位延迟为-40度。通过实验观察到，低频信号经过滤波器处理后能够得到较好的效果，高频信号被滤除，滤波器具有很好的低通滤波特性。 2.有源高通滤波器实验结果： 实验中选择的截止频率为1kHz，测量得到在1kHz处的增益为17dB， 相位延迟为90度。通过实验观察到，高频信号经过滤波器处理后能够 得到较好的效果，低频信号被滤除，滤波器具有很好的高通滤波特性。 七、实验结论 1.有源滤波器可以通过运放的放大作用和RC滤波器的滤波作用来实现 信号的滤波处理。 2.有源低通滤波器可以对低频信号进行滤波处理，有源高通滤波器可 以对高频信号进行滤波处理。

二阶有源带通滤波器

电子技术课程设计报告 2014-2015 第二学期 北京工业大学 电子技术课程设计报告 题 目 二阶有源带通滤波器 专 业 电子信息工程 学 号 ******** 姓 名 XX 指导教师 XXXX _______

电源滤波器是由电容、电感和电路组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。滤波器在通信技术、测量技术、控制系统等领域有着广泛的应用。由有源器件和电阻、电容构成的滤波器称为RC有源滤波器。滤波器的分类很 多，根据滤波器对信号频率选择通过的区域，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同，可分为LC滤波器、RC滤波器、RLC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，滤波电路幅频特性过渡带内曲线越陡，形状越接近理想。 本实验设计了二阶RC有源带通滤波器，并利用Multisim12.0对实验进行仿真演示，列 出了具体的分析与设计方法。 En glish abstract The power filter is composed of capacitor, i nductor and circuit filter circuit. The filter can be outside the power line frequency specific frequency or the freque ncy of freque ncy were effectively filter, a specific freque ncy power signal, or remove a specific frequency power 1signals. Filter in com muni catio n tech no logy, measureme nt tech no logy, con trol systems and other fields have a wide range of applications. A filter called RCactive filter, which is composed of an active device and a resistor and a capacitor. The classification of the filter, according to filter the signal frequency selection through a regi on can be divided into low pass, high pass, band pass and band stop and other four kinds of filter; according to the different use of the filter element can be divided into LC filters, RC filter and RLC filter; active power filter is first order, second order and higher order filter, the higher order, filter circuit amplitude frequency characteristic transition zone curve is steeper, the shape is more close to the ideal. In this experiment, the two order RC active band pass filter is designed, and the Multisim12.0 is used to carry out the simulatio n dem on strati on, and the specific an alysis and desig n method are listed.

有源滤波器实验报告总结

有源滤波器实验报告总结 引言： 有源滤波器是一种能够改变信号频率响应的电路，它通过引入有源元件（如放大器）来增强信号的幅度或改变相位，以实现滤波功能。本实验旨在通过搭建有源滤波器电路并进行实验，验证其滤波效果，并对实验结果进行总结和分析。 实验方法： 1. 实验器材准备：准备好实验所需的放大器、电阻、电容等器件，并按照电路图连接好。 2. 实验电路搭建：根据给定的电路图，按照正确的连接方式搭建有源滤波器电路。 3. 实验信号输入：将待滤波的信号输入到电路的输入端口。 4. 信号输出测量：将滤波后的信号输出到示波器上，并观察信号的波形、幅度和相位等特征。 5. 实验数据记录：记录实验中所得到的信号波形和相关参数的数值。 6. 实验结果分析：根据实验数据进行结果分析和总结。 实验结果： 通过本次实验，我们成功搭建了一个有源滤波器电路，并进行了信号输入和输出的测量。实验结果显示，该有源滤波器能够有效地滤除输入信号中的高频成分，使得输出信号的频率响应呈现出一定的滤波效果。

在实验中，我们分别输入了不同频率的信号，并观察了输出信号的波形和幅度。实验结果表明，当输入信号的频率较低时，输出信号的幅度相对较大，而当输入信号的频率较高时，输出信号的幅度显著降低。这说明该有源滤波器能够有效地滤除高频成分，使得输出信号更加接近输入信号的低频部分。 我们还观察到输出信号的相位与输入信号的相位存在一定的差异。实验结果显示，当输入信号的频率发生变化时，输出信号的相位也会随之发生变化。这说明该有源滤波器在滤波的同时，也对信号的相位进行了一定的调整。 实验总结： 通过本次有源滤波器实验，我们深入了解了有源滤波器的原理和工作机制，并验证了其滤波效果。实验结果表明，有源滤波器能够有效地滤除高频成分，并对信号的幅度和相位进行调整，使得输出信号更加接近输入信号的低频部分。 在实验过程中，我们还发现有源滤波器的滤波效果与电路参数的选择有关。例如，改变电阻和电容的数值，可以调整滤波器的截止频率和带宽，从而实现不同的滤波效果。这对于实际应用中的信号处理和调节具有重要意义。 本次实验通过搭建有源滤波器电路并进行实验，验证了其滤波效果，并对实验结果进行了总结和分析。通过这次实验，我们加深了对有

RC有源滤波器的设计总结

RC有源滤波器的设计总结 一、滤波器的基本原理 二、滤波器的设计步骤 1.确定滤波器的性能指标：包括截止频率、增益和滤波器的类型（低通、高通、带通或带阻）。 2.选择放大器的类型：根据应用需求选择适当的放大器类型，如运算 放大器。 3.计算电容和电阻的数值：根据所选的截止频率和放大器的增益计算 所需的电容和电阻值。 4.选择合适的电容和电阻：根据计算得到的数值选择最接近的电容和 电阻。注意选择的元件的质量和性能。 5.确定放大器的配置：根据所需的滤波器类型选择合适的放大器配置。可以使用非反相放大器、反相放大器等。 6.进行性能测试和调整：完成设计后，对滤波器进行性能测试并进行 必要的调整，确保滤波器的工作正常。 三、设计注意事项 1.设计滤波器时要考虑信号幅度和频率的变化范围。 2.要注意选择合适的滤波器类型，以满足特定的应用要求。 3.选择合适的放大器类型和配置可以减小滤波器的失真和噪声。

4.注意电容和电阻的选取，要选择合适的阻值和容值，以满足滤波器的要求。 5.在实际使用中，要注意电容和电阻的耐压和功率等参数，避免超出其额定值。 四、应用领域和优势 1.灵活性：RC有源滤波器可根据需要调整和改变滤波器的参数，适应不同的应用需求。 2.低成本：RC有源滤波器所需的元件成本相对较低。 3.精确性：RC有源滤波器可以提供较高的滤波精度和准确性。 总之，RC有源滤波器设计是一项复杂而重要的任务。正确选择和配置放大器、电容和电阻是设计成功的关键。合适的滤波器可以有效去除信号中的噪声和不需要的频率成分，提高系统的性能和可靠性。在设计过程中要注意各种参数的选择和计算，并进行适当的测试和调整，以确保滤波器的工作正常。RC有源滤波器在通信和音频设备等领域具有广泛的应用和明显的优势。

有源滤波器的设计实验报告

有源滤波器的设计实验报告 有源滤波器的设计实验报告 引言： 滤波器是电子工程中常见的设备，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范 围内的信号。有源滤波器是一种常见的滤波器类型，它利用放大器的特性来增 强滤波效果。本实验旨在设计一个有源滤波器，探索其原理和应用。 一、实验背景 滤波器是信号处理中重要的组成部分，广泛应用于通信、音频处理、图像处理 等领域。有源滤波器通过引入放大器来增强滤波效果，使得滤波器具有更好的 性能和灵活性。本实验将设计一个有源滤波器，以探索其在信号处理中的应用。 二、实验目的 1. 了解有源滤波器的工作原理和特点； 2. 学习有源滤波器的设计方法和步骤； 3. 掌握实际搭建有源滤波器的技巧和调试方法； 4. 分析有源滤波器的性能指标，如增益、带宽等。 三、实验原理 有源滤波器由放大器和被动滤波器组成。放大器起到放大输入信号的作用，同 时也引入了放大器的特性和非线性失真。被动滤波器则通过电容、电感和电阻 等元件来选择特定频率范围内的信号。有源滤波器的设计需要考虑放大器的增益、带宽和稳定性等因素。 四、实验步骤 1. 确定滤波器的类型和频率范围。根据实际需求选择低通、高通、带通或带阻

滤波器，并确定所需的截止频率。 2. 选择适当的放大器。根据滤波器的要求选择合适的放大器，考虑增益、带宽 和稳定性等因素。 3. 计算滤波器的元件数值。根据滤波器类型和截止频率计算所需的电容、电感 和电阻数值。 4. 搭建滤波器电路。根据计算结果，选择合适的元件进行电路搭建。 5. 进行滤波器的调试和优化。通过实际测试，调整电路参数，优化滤波器的性能。 6. 测试滤波器的性能指标。测量滤波器的增益、带宽和相位响应等指标，评估 滤波器的性能。 五、实验结果与分析 通过实验，我们成功设计并搭建了一个低通滤波器。经过调试和优化，该滤波 器在截止频率为1kHz时，具有20dB的增益，-3dB的带宽为500Hz。实验结 果表明，有源滤波器可以有效地选择特定频率范围内的信号，并增强滤波效果。 六、实验总结 本实验通过设计有源滤波器，深入理解了滤波器的工作原理和设计方法。通过 实际搭建和调试，掌握了滤波器的搭建技巧和优化方法。实验结果表明，有源 滤波器在信号处理中具有重要的应用价值，可以满足不同领域的信号处理需求。 七、参考文献 [1] Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2016). Microelectronic circuits. Oxford University Press. [2] Horowitz, P., & Hill, W. (2015). The art of electronics. Cambridge University

滤波器的实验报告

滤波器的实验报告 滤波器的实验报告 引言： 滤波器是电子学中常用的一种电路，它可以根据需要选择性地通过或阻断特定频率范围的信号。滤波器在信号处理、通信系统、音频设备等领域有着广泛的应用。本实验旨在通过设计和测试不同类型的滤波器，深入了解滤波器的原理和性能。 一、实验目的： 1. 了解滤波器的基本概念和分类； 2. 掌握滤波器的设计方法和性能评估； 3. 实践滤波器在信号处理中的应用。 二、实验器材和方法： 1. 实验器材：函数发生器、示波器、电阻、电容、电感、运放等； 2. 实验方法：根据实验要求，设计并搭建不同类型的滤波器电路，通过示波器观察和记录输入输出波形。 三、实验过程和结果： 1. 低通滤波器实验： 在实验中，我们采用了RC低通滤波器电路。首先，根据所需的截止频率计算电容和电阻的取值。然后，按照电路图搭建电路，并将函数发生器的输出连接到滤波器的输入端，示波器连接到滤波器的输出端。通过调节函数发生器的频率和幅度，观察并记录输入输出波形。实验结果显示，低通滤波器可以有效地滤除高频信号，只保留低频信号。

2. 高通滤波器实验： 在实验中，我们采用了RC高通滤波器电路。与低通滤波器实验相似，我们根据截止频率计算电容和电阻的取值，并搭建电路。通过调节函数发生器的频率 和幅度，观察并记录输入输出波形。实验结果显示，高通滤波器可以滤除低频 信号，只保留高频信号。 3. 带通滤波器实验： 在实验中，我们采用了RLC带通滤波器电路。首先，根据所需的中心频率和 带宽计算电容、电感和电阻的取值。然后，按照电路图搭建电路，并连接函数 发生器和示波器。通过调节函数发生器的频率和幅度，观察并记录输入输出波形。实验结果显示，带通滤波器可以选择性地通过一定频率范围内的信号，对 其他频率的信号进行阻断。 四、实验分析和讨论： 通过以上实验，我们深入了解了滤波器的原理和性能。不同类型的滤波器在频 率响应和滤波特性上有所差异，可以根据实际需求选择合适的滤波器。此外， 滤波器的设计和调试需要一定的理论基础和实践经验，对电路的参数选择和电 路的稳定性有一定要求。 五、实验总结： 通过本次实验，我们对滤波器的原理和应用有了更深入的了解。实验过程中， 我们通过设计和测试不同类型的滤波器，掌握了滤波器的设计方法和性能评估。滤波器作为一种重要的电子电路，广泛应用于信号处理、通信系统和音频设备 等领域。通过进一步学习和实践，我们可以更好地应用滤波器解决实际问题。六、参考文献：

rc电路实验报告

rc电路实验报告 摘要： 该实验旨在研究RC电路的特性以及其响应频率、幅度和相位 随频率的变化。实验过程中我们设计并搭建了一个简单的RC电路，依次进行了频率响应测量，幅度响应测量和相位响应测量，并根 据数据制作了相应的图表。结果显示，RC电路具有低通滤波的特性，随着频率升高，幅度和相位呈现不同程度的下降。实验结果 得出，RC电路在原理上可以应用于通信领域和电子线路中，有很 好的低通滤波效应。 1.介绍 RC电路是一种基本的电路元件，由一个电阻和一个电容器组成。RC电路在电子电路中广泛应用，具有高品质低通滤波和积分 等特性。在通信电路和计算机领域中，RC电路被广泛应用于信号 处理和滤波。 2.实验设计

该实验是基于RC电路的特性研究，设计了以下三个部分的实验： 2.1频率响应测量 首先，我们设计了一个简单的RC电路，然后通过变化信号发生器的频率，测量了RC电路的输出响应。我们测量了5-3000Hz 范围内的频率响应，并记录下每个频率的输出电压。我们使用任意波形发生器作为信号发生器，同时使用示波器记录输出信号的幅度和相位。 2.2幅度响应测量 接下来，我们将信号发生器的频率固定在1kHz处，然后改变所施加的信号幅度，同时记录电路输出信号的变化。通过记录输出信号随着输入幅度发生的变化，我们能够估计RC电路的传输特性。 2.3相位响应测量

最后，我们将信号发生器的频率固定在1kHz处，同时改变输入信号的相位，并记录输出信号的变化。我们记录了输入信号和输出信号的相对相位差值。 3.实验结果 进行了频率响应测量、幅度响应测量和相位响应测量之后，我们得出以下结果： 3.1频率响应 我们制作了一个RC电路的频率响应曲线。曲线显示了输出电压随着频率变化的振幅。曲线的形状表明了RC电路具有低通滤波的特性。当信号频率高于截止频率（约为300Hz）时，输出电压呈现下降趋势。 3.2幅度响应 我们根据幅度响应测量数据制作了幅度响应特性曲线。曲线显示了输出电压随着输入信号幅度变化的变化。随着输入信号的增

有源滤波器 实验报告

有源滤波器实验报告 有源滤波器实验报告 引言： 有源滤波器是一种电子电路，可以通过放大器的反馈作用来实现信号的滤波功能。在本次实验中，我们将学习和探索有源滤波器的原理和性能，并通过实验验证其滤波效果。 实验目的： 1. 了解有源滤波器的基本原理和分类； 2. 掌握有源低通滤波器和有源高通滤波器的设计和实现方法； 3. 通过实验验证有源滤波器的性能和滤波效果。 实验仪器和材料： 1. 函数发生器 2. 示波器 3. 电阻、电容、放大器等元器件 4. 电路连接线 实验步骤： 1. 准备工作：根据实验要求，选择合适的电阻、电容和放大器等元器件，并连接电路； 2. 实验一：有源低通滤波器 a. 将函数发生器输出的正弦信号接入有源低通滤波器的输入端； b. 调节函数发生器的频率和幅度，观察滤波器输出端的波形，并记录实验数据；

c. 根据实验数据，分析滤波器的截止频率和幅频特性； d. 调节电阻和电容的数值，观察滤波器的变化情况，并记录实验数据。 3. 实验二：有源高通滤波器 a. 将函数发生器输出的正弦信号接入有源高通滤波器的输入端； b. 调节函数发生器的频率和幅度，观察滤波器输出端的波形，并记录实验数据； c. 根据实验数据，分析滤波器的截止频率和幅频特性； d. 调节电阻和电容的数值，观察滤波器的变化情况，并记录实验数据。 实验结果与分析： 1. 有源低通滤波器实验结果： a. 在不同频率下，滤波器输出端的波形呈现出不同的衰减特性； b. 实验数据显示，滤波器的截止频率与电阻和电容的数值相关，数值越大，截止频率越低； c. 通过调节电阻和电容的数值，可以改变滤波器的截止频率，从而实现对不同频率信号的滤波。 2. 有源高通滤波器实验结果： a. 在不同频率下，滤波器输出端的波形呈现出不同的增益特性； b. 实验数据显示，滤波器的截止频率与电阻和电容的数值相关，数值越大，截止频率越高； c. 通过调节电阻和电容的数值，可以改变滤波器的截止频率，从而实现对不同频率信号的滤波。 结论：