基于运算放大器的滤波电路

lm324滤波器原理LM324是一种常用的运算放大器芯片，它可以通过配置不同的电路实现不同的功能。

其中，一种常见的应用是将LM324作为滤波器使用。

本文将从LM324滤波器的原理入手，介绍其工作原理和应用。

我们需要了解滤波器的作用。

滤波器是电子电路中常用的一种功能模块，用于滤除或增强特定频率的信号。

在实际应用中，我们经常需要对输入信号进行滤波，以滤除噪声或选择特定频率的信号。

滤波器通常由电容、电感和电阻等元件组成，通过对输入信号进行不同的处理，实现对不同频率信号的滤波。

在LM324滤波器中，我们可以利用其内部的四个运算放大器来构建滤波器电路。

LM324的四个运算放大器可以独立工作，分别实现不同的功能。

常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

下面我们将分别介绍这几种滤波器的原理和应用。

1. 低通滤波器：低通滤波器可以通过滤除高频信号，只保留低频信号。

在LM324中，我们可以通过将一个运算放大器配置为非反相比例放大器，并将输入信号通过一个电容和一个电阻接入运算放大器的非反相输入端，从而构建一个一阶低通滤波器。

该滤波器的截止频率由电容和电阻的数值决定。

2. 高通滤波器：高通滤波器可以通过滤除低频信号，只保留高频信号。

在LM324中，我们可以通过将一个运算放大器配置为反相比例放大器，并将输入信号通过一个电容和一个电阻接入运算放大器的反相输入端，从而构建一个一阶高通滤波器。

该滤波器的截止频率同样由电容和电阻的数值决定。

3. 带通滤波器：带通滤波器可以通过滤除低于或高于一定频率范围的信号，只保留特定频率范围内的信号。

在LM324中，我们可以通过将两个运算放大器配置为一阶低通滤波器和一阶高通滤波器，并将它们的输出信号相加，从而构建一个带通滤波器。

该滤波器的通带范围由低通滤波器和高通滤波器的截止频率决定。

4. 带阻滤波器：带阻滤波器可以通过滤除特定频率范围内的信号，只保留其他频率的信号。

二阶带通滤波器工作原理二阶带通滤波器是一种常见的电子滤波器，通过限制特定频率范围内的信号传递，对输入信号进行滤波处理。

它在电子通信、音频处理、图像处理等领域中被广泛应用。

本文将详细介绍二阶带通滤波器的工作原理，包括其结构、频率响应特性、传递函数等方面的内容。

一、二阶带通滤波器的结构二阶带通滤波器通常由电阻、电容、电感等元件构成，它可以使用不同的电路结构来实现。

其中比较常见的是基于运算放大器的二阶带通滤波器。

该结构的基本框图如下所示：(插入二阶带通滤波器的基本框图)从图中可以看出，二阶带通滤波器由两个滤波段组成，每个滤波段都包括一个运算放大器和一组电阻、电容元件。

输入信号经过第一个滤波段进行低频滤波，然后经过第二个滤波段进行高频滤波，最终得到带通滤波效果。

这种结构的二阶带通滤波器在实际应用中具有较好的性能和稳定性。

二、频率响应特性二阶带通滤波器的频率响应特性是描述其滤波效果的重要指标。

在频率响应曲线上，可以清晰地看出滤波器对不同频率的信号的响应情况。

一般而言，二阶带通滤波器的频率响应曲线呈现出一个中心频率（通带中心频率）和一定的带宽。

中心频率是滤波器允许通过的信号的集中频率，而带宽则是中心频率附近信号的传递范围。

二阶带通滤波器的频率响应曲线还包括通带增益、截止频率等重要参数。

通带增益是指在滤波器通过信号时的增益情况，而截止频率则是指在该频率以下或以上的信号被滤波器阻止的情况。

这些参数直接影响着滤波器的性能和实际应用效果。

三、传递函数二阶带通滤波器的传递函数是描述其输入输出之间关系的数学表达式，通常用H(s)表示，其中s是复变量。

传递函数可以准确地描述滤波器的频率响应特性和滤波效果。

常见的二阶带通滤波器传递函数形式为：H(s) = K * (s^2 + ω_0/Q * s + ω_0^2) / (s^2 + ω_0/Q * s + ω_0^2)K是传递函数的增益参数，ω_0是通带中心频率，Q是品质因数。

有源滤波器工作原理有源滤波器是一种电子滤波器，它使用有源元件（如运算放大器）来实现滤波功能。

有源滤波器可以根据频率对信号进行选择性放大或衰减，从而实现滤波效果。

其工作原理基于运算放大器的放大和反馈原理。

有源滤波器一般由运算放大器、电容和电阻等元件组成。

运算放大器是有源滤波器的核心元件，它可以提供高增益和低失真的放大功能。

电容和电阻则用于构建滤波器的频率响应特性。

有源滤波器可以分为两种类型：主动滤波器和积分滤波器。

主动滤波器是指使用运算放大器来实现放大和滤波功能的滤波器。

积分滤波器则是指使用电容和电阻组成的积分电路来实现滤波功能的滤波器。

主动滤波器的工作原理如下：输入信号经过运算放大器的放大后，进入滤波器电路。

滤波器电路由电容和电阻组成，电容和电阻的数值可以根据需要选择。

滤波器的频率响应特性可以通过选择合适的电容和电阻数值来调整。

滤波器的输出信号经过运算放大器的放大后输出。

积分滤波器的工作原理如下：输入信号经过电阻后进入电容，电容会对信号进行积分操作。

积分操作可以使低频信号通过，而高频信号被衰减。

因此，积分滤波器可以实现低通滤波功能。

积分滤波器的输出信号经过运算放大器的放大后输出。

有源滤波器的优点是具有高增益和灵活性。

由于使用了运算放大器，有源滤波器可以实现高增益的放大功能，从而提高信号的质量。

同时，有源滤波器的频率响应特性可以通过选择合适的电容和电阻数值来调整，从而满足不同的滤波需求。

然而，有源滤波器也存在一些缺点。

首先，有源滤波器的设计和调试相对复杂，需要考虑运算放大器的失调和偏置等因素。

其次，有源滤波器的功耗较高，需要额外的电源供应。

此外，有源滤波器的频率响应特性可能受到温度和元件参数的影响。

总结起来，有源滤波器是一种利用运算放大器和电容、电阻等元件实现滤波功能的电子滤波器。

它可以根据频率对信号进行选择性放大或衰减，从而实现滤波效果。

有源滤波器具有高增益和灵活性的优点，但也存在设计复杂和功耗较高的缺点。

二阶有源高通滤波器原理在电子电路中，滤波器是一种能够选择性地通过或者抑制特定频率信号的电路。

而有源高通滤波器则是一种常见的滤波器类型，用于将高频信号通过而抑制低频信号。

本文将介绍二阶有源高通滤波器的原理和工作方式。

1. 基本原理二阶有源高通滤波器通常由运算放大器、电容和电阻构成。

在这种滤波器中，运算放大器起到放大和相位移的作用，电容和电阻则构成滤波器的频率选择网络。

通过合适的设计，可以实现对特定频率以下信号的抑制，而对特定频率以上信号的通过。

2. 滤波器架构二阶有源高通滤波器的典型架构包括两个电容和两个电阻元件。

其中，电容和电阻的数值可以根据需要进行选择，以确定滤波器的截止频率和增益。

运算放大器的正负输入端分别连接这两个电容和两个电阻元件，输出端则连接到负反馈路径。

这样的架构可以实现对低频信号的衰减和对高频信号的放大。

3. 工作原理二阶有源高通滤波器的工作原理基于运算放大器的反馈机制。

当输入信号经过滤波器后，输出信号的幅度和相位将根据滤波器的频率响应而发生变化。

通过合理设置电容和电阻的数值，可以确定滤波器的截止频率和斜率，从而实现对特定频率信号的处理。

4. 频率响应二阶有源高通滤波器的频率响应通常呈现出一定的斜率，在截止频率处实现对低频信号的抑制。

随着频率的增加，滤波器对信号的放大倍率也会相应增加。

这种特性使得有源高通滤波器在许多应用中得到广泛应用，如音频处理、通信系统等方面。

5. 应用领域二阶有源高通滤波器在电子电路中有着广泛的应用。

比如在音频处理中，可以用于消除低频噪声或者实现声音效果；在通信系统中，可以用于滤除直流偏置或者实现信号调制。

由于其结构简单、性能稳定，因此在实际应用中得到了广泛的应用和认可。

综上所述，二阶有源高通滤波器作为一种常见的滤波器类型，在电子电路设计中扮演着重要的角色。

通过合理设计滤波器的参数，可以实现对特定频率信号的处理，满足不同应用场景的需求。

希望通过本文的介绍，读者能对二阶有源高通滤波器的原理和应用有更深入的理解。

运算放大器低通滤波器的设计低通滤波器是一种常见的滤波器，它可以将高频信号从输入信号中去除，只保留低频信号。

在运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）电路中，低通滤波器的设计可以用于滤除噪声、降低干扰等方面，使得输出信号更加准确和稳定。

一、低通滤波器的基本原理低通滤波器的基本原理是通过阻挡高频信号，只允许低频信号通过。

在运算放大器电路中，可以使用电容器和电阻实现低通滤波器。

1.RC低通滤波器RC低通滤波器是一种简单实用的滤波器，它由一个电阻和一个电容组成。

当输入信号通过电阻流入电容时，电容会逐渐充电，导致高频信号的幅度减小，从而实现滤波作用。

2.RC低通滤波器的截止频率RC低通滤波器的截止频率是指当输入信号的频率大于截止频率时，滤波器开始起作用，将高频信号滤除。

RC低通滤波器的截止频率可以通过以下公式计算：f_c=1/(2πRC)其中，f_c为截止频率，R为电阻值，C为电容值，π为圆周率。

二、运算放大器低通滤波器的设计步骤下面将介绍如何设计一个基于运算放大器的低通滤波器。

1.确定截止频率在设计低通滤波器之前，首先需要确定所需的截止频率。

根据应用需求和信号特性，选择适当的截止频率。

2.选择电容和电阻值根据所选截止频率，可以使用上述公式求解所需的电容和电阻值。

常见的电容和电阻值可以通过硬件电子元件手册或市场供应商的数据手册进行选择。

3.选择适当的运算放大器选择一个合适的运算放大器，以满足设计要求。

运算放大器应具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特性。

4.建立电路连接将所选运算放大器、电阻和电容连接成一个低通滤波器的电路。

具体的连接方式可以参考运算放大器数据手册或其他相关资料。

5.设计电源为运算放大器电路提供适当的电源。

根据运算放大器的需求，选择合适的电源电压和电源电容。

6.调试和测试将设计好的低通滤波器电路进行调试和测试。

通过输入不同频率的信号，观察输出信号的响应和滤波效果。

运算放大器用作滤波的原理
运算放大器可以用作滤波器的原理是利用其高增益特性和输入输出之间的线性关系。

运算放大器可以通过配置电阻、电容和电感等元件来搭建不同类型的滤波器电路。

常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

下面分别介绍它们的原理：
1. 低通滤波器：用于从输入信号中滤除高频成分，只保留低频部分。

运算放大器可以通过电容和电阻组成RC电路，将高频信号绕过放大器输出。

低频信号经过放大器的增益放大后，直接输出。

2. 高通滤波器：用于从输入信号中滤除低频成分，只保留高频部分。

运算放大器可以通过配置电容和电阻组成RC电路，将输入信号经过放大器的直流分量滤除。

高频信号经过放大器的增益放大后，直接输出。

3. 带通滤波器：用于只传递一定频率范围内的信号。

运算放大器结合电容、电阻和电感组成带通滤波器电路，可以选择性地传递一定范围的频率信号。

4. 带阻滤波器：用于抑制一定频率范围内的信号。

运算放大器结合电容、电阻和电感组成带阻滤波器电路，可以选择性地阻止一定范围的频率信号通过。

总之，运算放大器作为滤波器的原理在于通过电容、电阻和电
感等元件的组合，来调整运算放大器的输入输出特性，实现对不同频率信号的选择和处理。

有源rc滤波器原理
有源RC滤波器是一种基于运算放大器的滤波电路，由电容和
电阻组成。

它的原理是利用运算放大器的放大功能和反馈特性，将输入信号与反馈信号相结合，通过调整电容和电阻的数值，实现对输入信号频率特性的调节。

在有源RC滤波器中，运算放大器作为基本放大器，将电容和
电阻连接在其反馈回路中，形成一个低通滤波器或高通滤波器。

其中，低通滤波器是指信号频率低于截止频率时通过而高于截止频率时被衰减的滤波器；高通滤波器则是指信号频率高于截止频率时通过而低于截止频率时被衰减的滤波器。

当输入信号进入运算放大器时，由于放大器的放大特性，输出信号也相应放大。

同时，根据电容和电阻的组合，滤波器会对输入信号进行滤波处理。

对于低通滤波器而言，输入信号的高频分量会被衰减或滤除，而低频分量则会通过。

反之，对于高通滤波器而言，输入信号的低频分量会被衰减或滤除，而高频分量则会通过。

通过调整电容和电阻的数值，可以改变滤波器的截止频率。

较大的电容或较小的电阻将会得到较低的截止频率，而较小的电容或较大的电阻将会得到较高的截止频率。

这样，有源RC滤
波器可以根据需要，实现对不同频率范围的信号进行滤波和处理。

总之，有源RC滤波器利用运算放大器的放大和反馈特性，通
过调整电容和电阻的数值，实现对输入信号频率特性的调节，从而实现滤波和处理的功能。

运放的使用及滤波器设计运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种非常常见的电子元器件，常用于放大电压信号和作为各种信号处理电路的基础建设模块。

在本文中，我们将介绍运放的使用和滤波器设计。

一、运放的基本原理及使用1.运放的基本原理2.运放的引脚及使用方法一个典型的运放有八个引脚，包括非反相输入端（+）、反相输入端（-）、输出端、电源正极、电源负极等。

根据需要，我们可以将信号输入到非反相输入端或反相输入端，然后通过输出端输出放大后的信号。

通常，我们需要给运放提供两个电源电压，一个是正极供电，一个是负极供电。

正常工作时，两个电源电压的差值应该在一定范围内，如±5V。

3.运放的使用运放常用于放大电压信号或作为信号处理电路的关键组件。

它可以用于音频放大器、滤波器、信号源和控制系统等各种应用。

滤波器是一种能够选择性地通过或抑制特定频率组成的信号的电路。

根据其特性，滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

1.低通滤波器低通滤波器（Low-Pass Filter）可以通过低频信号而阻止高频信号。

在低通滤波器中，希望通过的信号频率被称为截止频率。

常见的低通滤波器电路有RC低通滤波器和RLC低通滤波器等。

2.高通滤波器高通滤波器（High-Pass Filter）可以通过高频信号而阻止低频信号。

在高通滤波器中，希望通过的信号频率被称为截止频率。

常见的高通滤波器电路有RC高通滤波器和RLC高通滤波器等。

3.带通滤波器带通滤波器（Band-Pass Filter）可以通过一段特定频率范围的信号而阻止其他频率的信号。

在带通滤波器中，希望通过的信号频率范围被称为通带。

常见的带通滤波器电路有LC带通滤波器和RLC带通滤波器等。

4.带阻滤波器带阻滤波器（Band-Stop Filter）可以通过除一段特定频率范围的信号而传输其他频率的信号。

在带阻滤波器中，希望阻止的信号频率范围被称为阻带。

电路基础原理运算放大器的放大与滤波作用电路基础原理是电子学的基础，而运算放大器作为电路中的重要组成部分，在电子技术中发挥着重要的作用。

本文将介绍运算放大器的放大和滤波作用。

运算放大器是一种电子放大器，具有高增益和低失真的特性。

它通常由一个差动输入级、一个差动放大级和一个输出级组成。

差动输入级能够提供高共模抑制比，差动放大级能够提供高增益，输出级能够提供较大的输出电流。

这样的结构使得运算放大器能够将输入信号进行放大，同时还能够消除输入中的共模干扰。

运算放大器的放大作用在很多电路中得到应用。

在信号处理中，运算放大器可以将输入信号放大到合适的幅度，以满足后续电路的需求。

例如，在音频放大器中，运算放大器可以将微弱的声音信号放大到足够大的幅度，以驱动扬声器发出声音；在测量仪器中，运算放大器可以放大微小的传感器信号，以便进行准确的测量。

此外，运算放大器还可以实现滤波功能。

滤波是将特定频率范围的信号从混合的信号中分离出来的过程。

运算放大器可以通过正确选择电容和电阻的参数来实现滤波的功能。

根据不同的滤波需求，可以设计出低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等不同类型的电路。

例如，当需要从输入信号中滤除高频噪声时，可以使用低通滤波器。

低通滤波器的基本原理是通过将高频信号分流到地，只传递低频信号。

通过在运算放大器的输入端串联一个电容，可以实现低通滤波的效果。

类似地，当需要滤除低频噪声时，可以使用高通滤波器。

带通滤波器则可以将指定频率范围内的信号通过，而滤除其他频率范围的信号。

带阻滤波器则是将指定频率范围内的信号屏蔽掉。

通过将运算放大器与滤波器相结合，可以实现更复杂的电路功能。

例如，可以使用运算放大器与多个滤波器级联来实现多级滤波器，以获得更加精确的滤波效果。

此外，运算放大器也可以与其他电子元件相结合，如电容、电感等，来实现更加多样化的滤波特性。

总之，电路基础原理中的运算放大器具有放大和滤波的作用。

它能够将输入信号放大到合适的幅度，并可以通过滤波器来滤除不需要的信号成分。

运放低通滤波计算
运放低通滤波是一种基于运算放大器的电路，用于削弱输入信号中高频分量的一种滤波方式。

它的计算方法如下：
1. 首先，确定所需的截止频率。

这是指你希望滤波器开始削弱输入信号的频率。

截止频率通常以赫兹（Hz）为单位。

2. 计算截止频率对应的角频率。

角频率是指信号的频率在弧度/秒（rad/s）中的表示方式。

它可以通过以下公式计算：
ωc = 2πfc
其中，ωc为角频率，fc为截止频率。

3. 根据所使用的电路结构，选择合适的电阻和电容值。

不同的结构有不同的计算公式，以下是两种常见的结构。

a) RC结构：使用一个电阻和一个电容。

电容决定了滤波器的截止频率。

电阻与电容的值可以通过以下公式计算：R = 1/ (2πfCc)
C = 1/ (2πfRc)
其中，R为电阻值，C为电容值，f为截止频率。

b) Sallen-Key结构：使用两个电阻和两个电容。

该结构的计算相对复杂，可以通过使用相关的公式或在线计算工具来计算电阻和电容值。

4. 根据计算得到的电阻和电容值，搭建运放低通滤波器电路。

输入信号经过滤波器后，输出信号将被低频信号所主导。

需要注意的是，以上的计算方法仅适用于理想情况下的运放低通滤波器。

实际情况中，还需要考虑运放的增益、截止频率的精确性、温度漂移等因素。

运算放大器二阶低通滤波器的设计1、二阶低通滤波器二阶低通滤波器有三种结构：普通型、压控电压源型（即塞伦-凯型）和多路反馈型。

这里只讨论压控电压源型。

图5-62为压控电压源型二阶低通滤波器，其增益可通过独立设定。

图5-63为单位增益压控电压源型二阶低通滤波器。

图5-62 压控电压源型二阶低通滤波器图5-63 单位增益压控电压源型二阶低通滤波器图5-62 电路的传递函数是对于图5-63中单位增益（A0=1）电路，其传递函数可简化为把该传递函数与式（5-31）作系数比较，可以得到在指定C1和C2之后，R1和R2的阻值计算为为了使上式中根式部分得到实数，C2必须满足条件：【例5-15】二阶单位增益切比雪夫低通滤波器。

任务是设计一个二阶单位增益切比雪夫低通滤波器，其截止频率fc=3kHz，通带纹波为3dB。

从表5-6（3dB纹波切比雪夫系数）可以得到二阶滤波器的a1和b1：a1=1.0650和b1=1.9305。

在指定C1为22nF后，可以得到C2的值为把a1和b1代入R1，2的电阻方程，可以得到这个设计的最终电路如图5-64所示。

压控电压源型二阶低通滤波器的一个特殊情况是，使用相等的电阻值和相等的电容值：R1=R2=R，C1=C2=C。

因此，一般的传递函数变为将上式与式（5-31）比较系数之后，可以得到在给定C之后，可以对R和A0求解，结果为因此，A0仅与电路品质因数Q有关，反之亦然。

Q以及滤波器类型是由增益A0的设定值确定的。

图5-65中的电路可以通过使用不同的电阻比值R4/R3来改变滤波器的类型。

由此可见，滤波器三个类型的区分，不是由于电路的基本结构不同，而是由于同一结构中两个电阻比值的不同。

图5-64 具有3dB纹波的二阶单位增益切比雪夫低通滤波器图5-65 可通过调节电阻比值来改变滤波器类型的二阶低通滤波器表5-1列出每一种类型的二阶滤波器的系数，并给出调节Q值时所用的电阻比率。

表5-1 二阶滤波器的系数然后计算出其中每一个部分滤波器，方法是先指定电容值，再计算所需的电阻值。

模电课题设计题目
以下是一些模电课题设计的题目，供您参考：
1. 基于运算放大器的信号放大电路设计
2. 基于比较器的信号检测电路设计
3. 基于滤波器的信号滤波电路设计
4. 基于振荡器的信号产生电路设计
5. 基于功率放大器的音频放大电路设计
6. 基于光电耦合器的隔离电路设计
7. 基于电压调整器的稳压电源设计
8. 基于模拟开关的信号选择电路设计
9. 基于可编程逻辑器件的数字模拟转换器设计
10. 基于模数转换器的模拟数字转换器设计
这些题目涵盖了模拟电路的基本知识点，可以根据您的兴趣和需求选择适合自己的题目进行深入研究。

基于运算放大器设计电路运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种常见的电子元件，它能够对输入信号进行放大、滤波、积分等处理。

在电子电路设计中，基于运算放大器设计电路是一项重要的任务。

本文将介绍运算放大器的基本原理和设计方法，并以一个具体的电路设计案例加以说明。

首先，让我们来了解一下运算放大器的基本原理。

运算放大器一般由一个差分输入级、一个电压放大器和一个输出级组成。

它的输入端有一个非反相输入端（+）和一个反相输入端（-），输出端则与反相输入端相连。

当在非反相输入端加上一个正电压（V+）时，在反相输入端就会产生一个相等但与V+相反的负电压（V-），这个电压差将被放大并输出。

运算放大器具有高放大倍数、输入阻抗高、输出阻抗低等特点，使得它在电子电路中有着广泛的应用。

基于运算放大器设计电路时，首先需要明确电路实现的功能和需求。

例如，如果需要设计一个放大器电路，要求输入信号经过放大后输出，并能满足一定的增益和频率响应要求。

在这种情况下，我们可以选择一个合适的运算放大器芯片，并根据其参数来确定外围电路的设计。

在选择运算放大器芯片时，需要考虑输入电压范围、供电电压、增益带宽积等参数。

根据需求，如果需要放大带宽较高的信号，则需要选择增益带宽积较大的运算放大器。

进一步，我们可以根据电路设计的增益要求来确定运算放大器芯片的放大倍数。

接下来，根据所选运算放大器芯片的数据手册，我们可以找到相应的电路连接方式。

常见的连接方式有反相放大器、非反相放大器、仪表放大器等，根据具体需求选择合适的电路连接方式。

以反相放大器为例，该电路的输入信号与反相输入端相连，输出信号则取自反相输入端。

通过适当设置反馈电阻和输入电阻，可以调整放大倍数以满足设计要求。

此外，为了保证电路的稳定性和可靠性，还需要考虑功耗、温度特性、输入偏置电流等因素。

可以选择具有较低功耗和温漂的运算放大器芯片，并通过合适的设计来降低输入偏置电流对电路性能的影响。

运算放大器低通滤波器的应用以下我们将用Proteus软件分析一下例5-14、例5-15和例5-16的低通滤波器，看其是否满足原设计要求。

【例5-17】单位增益一阶同相低通滤波器。

采用LM324集成运算放大器的单位增益一阶同相低通滤波器电路，如图5-69所示。

图中电源电压为±15V，电阻R1=3.38kΩ，C1=47nF。

从INPUT处输入信号，从OUTPUT处输出信号。

从INPUT处输入幅度1.0V、频率1kHz的交流电压信号，用Proteus图形仿真功能，可以绘出电路的频率响应图，如图5-70所示。

图中的黑线是对数幅频特性曲线，红线是相频特性曲线。

从图可见，①对数幅频特性曲线幅值是先高后低，属于低通滤波器，最大值处增益是0dB，0dB恰好是放大1倍（等于没有放大，称为单位增益）；②低通滤波器的截止频率fc=1kHz，故符合原设计要求。

图5-69 采用LM324集成运算放大器的单位增益一阶同相低通滤波器电路图5-70 单位增益一阶同相低通滤波器频率响应图【例5-18】二阶单位增益切比雪夫低通滤波器。

采用LM358集成运算放大器的二阶单位增益切比雪夫低通滤波器电路，如图5-71所示。

图中电源电压为±15V，电阻R1=1.30k Ω，R2=1.26kΩ，电容C1=22nF，C2=150nF。

从INPUT处输入信号，从OUTPUT处输出信号。

从INPUT处输入幅度1.0V、频率1kHz的交流电压信号，用Proteus图形仿真功能，可以绘出电路的频率响应图，如图5-72所示。

图中的黑线是对数幅频特性曲线，红线是相频特性曲线。

从图可见，①对数幅频特性曲线幅值是先高后低，属于低通滤波器；通带增益是0dB，0dB对应的放大倍数是1倍（等于没有放大，称为单位增益）；②低通滤波器的截止频率fc约为3kHz；③在截止频率fc附近有一个高度约为3dB的鼓包，这正是切比雪夫滤波器特有的3dB纹波。

综上所述，可知该二阶单位增益切比雪夫低通滤波器符合原设计要求。

集成运放有源滤波实验一、实验目的1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。

2、学会测量有源滤波器的幅频特性。

二、实验原理（a）低通（b）高通(c) 带通（d）带阻图1四种滤波电路的幅频特性示意图由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。

可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。

根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图9－1所示。

具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。

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。

滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC 网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。

任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC 有滤波器级联实现。

1、 低通滤波器（LPF ）低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。

如图9－2（a ）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。

它由两级RC 滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C 接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。

图9－2（b ）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。

(a)电路图 (b)频率特性图2 二阶低通滤波器电路性能参数1fuP R R 1A += 二阶低通滤波器的通带增益 RC2π1f O=截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。

uPA 31Q -=品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。

2、高通滤波器（HPF ）与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。

只要将图9－2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图9－3(a)所示。

高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系，仿照LPH分析方法，不难求得HPF的幅频特性。

基于Multisim的运算放大器及滤波电路仿真刘昕;马虎山;刘健;陈晨【摘要】运算放大器在电路设计中应用广泛，可设计各种滤波器以及控制电路等。

针对真实有源滤波电路实验教学的不足，分析应用电路仿真软件进行实验教改的必要性和优点，通过Multisim对运算放大器和有源低通滤波器进行仿真验证，其结果和理论值相一致，效果理想。

将Multisim仿真软件应用于传统的电路实验教学中，可降低教学复杂度，提高学生的积极性和创新性。

【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】2页(P52-52,59)【关键词】运算放大器;滤波电路;Multisim仿真软件;实验教改【作者】刘昕;马虎山;刘健;陈晨【作者单位】西安石油大学电子工程学院;西安石油大学电子工程学院;西安石油大学电子工程学院;西安石油大学电子工程学院【正文语种】中文项目名称：西安石油大学2015年第九批教改——电路仿真实验设计研究（项目编号：131010376）。

运算放大器在实际的电路设计中应用非常广泛，用其设计的信号调理电路可以实现比例、积分、微分和滤波等功能。

滤波器是一种用于消除干扰的器件，也就是一种选频电路，它能得到一个特定频率或者消除一个特定频率，从包含各种频率的信号中选出有用的信号。

本文对利用运算放大器设计的有源低通滤波器进行验证，结合电路实验教学中原有的无源滤波实验，采用Multisim软件对电路原理进行仿真，使学生在掌握滤波器的理论知识的同时，通过创新实践加强学生对运算放大器和有源滤波器的理解，弥补传统实验教学的不足，提高教学质量。

在运算放大器中反向比例放大器是一个基本的放大电路，在Multisim10的放置基础元件库中选择放置运算放大器，以及放置电容器、放置电阻器、函数信号发生器和示波器，绘制反向比例放大电路，如图1所示。

该电路将交流信号放大，交流增益是隔直电容。

验证该反相比例放大电路的性能，输入峰值1V、频率500Hz的正弦信号，输出信号如图2所示，峰峰值为20V，输入信号和输出信号的信号幅度之比约为10，相位差是π。