高通滤波器设计报告

长沙学院课程设计说明书题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 电气工程及其自动化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摘要 (5)1．电路设计 (6)1.1．电路元件及参数的选择 (6)1.2．电路原理图绘制 (6)2．电路的仿真 (7)2.1．使用Multisim9仿真波特图示仪 (7)2.2．使用Multisim9仿真示波器 (7)2.2.1．输入信号频率小于截止频率时的仿真 (7)2.2.2．输入信号频率等于截止频率时的仿真 (8)2.2.3．输入信号频率大于截止频率时的仿真 (8)参考文献 (9)设计总结 (9)摘要滤波器是一种能使有用信号通过而大幅抑制无用信号的电子装置。

常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。

以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。

此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，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。

但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以做的很高，以及难于对功率信号进行滤波，这是它的不足之处。

]1[在实际电子系统中，有源滤波器运用广泛，输入信号往往是含有多种频率成分的复杂信号，可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号，因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。

完成此任务需要具有选频功能的电路。

本文主要内容是设计一个能阻挡低频信号、输出高频信号的有源高通滤波电路，以及利用Multisim9对电路进行仿真。

本电路所用到的运算放大器LM741EN，它的管脚1和5为调零端，管脚2为运放反相输入端，管脚3为同相输入端，管脚6为输出端，管脚7为正电源端，管脚4为负电源端，管脚8为空端。

设计滤波器实验报告设计滤波器实验报告引言：滤波器是信号处理中常用的工具，它可以通过选择性地传递或抑制特定频率的信号，对信号进行滤波。

本实验旨在设计并实现一个滤波器，通过对不同类型的信号进行滤波，验证滤波器的性能和效果。

一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解滤波器的基本原理和分类；2. 掌握滤波器的设计方法和实现技巧；3. 验证滤波器的性能和效果。

二、实验原理滤波器根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。

低通滤波器能够通过低频信号，抑制高频信号。

高通滤波器则相反，能够通过高频信号，抑制低频信号。

带通滤波器则能够通过一定范围内的频率信号，抑制其他频率信号。

带阻滤波器则相反，能够抑制一定范围内的频率信号，通过其他频率信号。

三、实验步骤1. 确定滤波器类型和频率响应特性；2. 根据所选滤波器类型和频率响应特性，设计滤波器的传递函数；3. 根据传递函数，计算滤波器的电路参数；4. 根据计算结果，搭建滤波器电路；5. 连接信号源和示波器，输入信号；6. 调节信号源的频率，并观察示波器上的输出信号；7. 对比输入信号和输出信号的频谱特性，验证滤波器的性能和效果。

四、实验结果与分析在实验中，我们设计了一个低通滤波器，频率响应特性为通过0-1 kHz的低频信号，抑制1 kHz以上的高频信号。

通过计算和搭建电路，我们成功实现了滤波器的设计。

在实验中，我们输入了不同频率的信号，并观察了输出信号的频谱特性。

结果显示，当输入信号的频率低于1 kHz时，输出信号基本保持不变；当输入信号的频率高于1 kHz时，输出信号的幅度逐渐减小，直至完全抑制。

通过对比输入信号和输出信号的频谱特性，我们可以清楚地看到滤波器对高频信号的抑制效果。

这表明我们设计的滤波器能够有效地滤除高频噪声，保留低频信号。

五、实验总结本实验通过设计滤波器并验证其性能，使我们更加深入地了解了滤波器的原理和应用。

通过实际操作，我们掌握了滤波器的设计方法和实现技巧。

二阶无源高通滤波器设计一：实验目的设计、焊接一个二阶高通滤波器，要求：截止频率为1KHz。

二：实验原理利用电容通高频阻低频的特性，使一定频率范围内的频率通过。

从而设计电路，使得高频率的波通过滤波器。

三：实验步骤1：设计电路，在仿真软件上进行仿真，在仿真电路图上使功能实现。

2：先定电容，挑选合适的电阻，测量电阻的真实值，再到仿真电路替换掉原来的电阻值，不断挑选电阻，找到最逼近实验结果的值3：根据仿真电路进行焊接，完成之后对电路进行功能检测，分别挑选频率为100hz、1khz、10khz的电源进行输入检测，观察输出的波形，并进行实验记录四：实验电路图1.1仿真电路设计图1.2电路波特图五：实验测量对于一阶无源RC滤波器电路，我们100hz，1khz，10khz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：图1.3 f=100Hz 时正弦信号仿真波形图图1.4 f=100Hz 时正弦信号实测波形图表1 f=100Hz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路169.706 9.967 24.622 0.614π实测电路0.460 0.036 22.129 0.500π分析：由图1.3的仿真波形与图1.4的实测电路波形和表1中的数据可知，输入频率为100Hz的正弦信号时，该信号不能够通过，输入输出波形间有较大相位差和较大衰减。

仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。

图1.5 f=1000Hz 时正弦信号仿真波形图图1.6 f=1kHz 时正弦信号实测波形图表2 f=1kHz 时实测结果与仿真数据对比表分析：由图1.5的仿真波形与图1.6的实测电路波形和表2中的数据可知，输入频率为1kHz 的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有一定的相位差和衰减。

仿真和实测数据间存在误差，误差值较小，在允许范围内。

数据项目 输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差 仿真电路 169.682 120.180 2.996 0.14π 实测电路0.4720.3323.0560.15π图1.7 f=10kHz 时正弦信号仿真波形图图1.8 f=10kHz 时正弦信号实测波形图表3 f=10kHz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路168.920 168.752 0 0π实测电路0.472 0.460 0.224 0π分析：由图1.7的仿真波形与图1.8的实测电路波形和表3中的数据可知，输入频率为10kHz的正弦信号时,该信号能够通过，输入输出波形间有较小的相位差和较小衰减。

FIR高通滤波器设计摘要本文介绍了数字滤波器的工作原理及其常用设计方法，特别是对FIR滤波器和窗函数法进行了详细说明。

文中采用窗函数法设计FIR数字滤波器，给出了TMS320C5509的源程序及其仿真波形。

1.滤波器原理滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。

在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。

在数字信号处理中，滤波占有及其重要的地位，如对信号的过滤、检测、预测等，都要广泛地用到滤波器，而数字滤波器则因其设计灵活、实行方便等特点而广为接受。

数字滤波是语音处理、图像处理、模式识别、频谱分析等应用的基本处理算法。

FIR滤波器具有幅度特性可随意设计、线性相位特性可精确保证等优点，因此在要求相位线性信道的现代电子系统，如图像处理、数据传输等波形传递系统中，具有很大吸引力。

所谓数字滤波器就是具有某种选择性的器件、网络或以计算机硬件支持的计算程序。

其功能本质是按事先设计好的程序，将一组输入的数字序列通过一定的运算后转变为另一组输出的数字序列，从而改变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，达到对信号加工或滤波以符合技术指标的要求。

与模拟滤波器相比，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。

2.常用的数字滤波器两种类型按照单位冲激响应可分为无限冲激响应滤波器(IIR)和有限冲激响应滤波器(FIR)。

在IIR系统中，用有理分式表示的系统函数来逼近所需要的频率响应，即其单位冲激响应h(n)是无限长的；而在FIR系统中，则用一个有理多项式表示的系统函数去逼近所需要的频率响应，即其单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零。

IIR滤波器由于吸收了模拟滤波器的结果，有大量的图表可查，可以方便、简单、有效地完成设计，效果很好，但是其相位特性不好控制，必须用全通网络进行复杂的相位较正，才能实现线性相位特性的要求。

科信学院电子电路仿真及设计CDIO三级项目设计说明书（2012/2013学年第二学期）题目：__ 高通滤波器___ __ _____专业班级：通信工程11级2班学生姓名：吕阳学号：110312230指导教师：马永强、贾少锐、李晓东、付佳设计周数：2周2013年7月5日目录一直流稳压电源1.1电源的设计及要求---------------------------------------------1 1.2基本原理分析-----------------------------------------------------1 1.3电路设计原理图，实物图, 参数计算及仿真------------4 二振荡器2.1振荡器的设计及要求-------------------------------------------6 2.2系统工作原理-----------------------------------------------------6 2.3电路设计原理图，实物图,参数计算及仿真--------------6 三滤波器3.1滤波器的设计及要求-------------------------------------------11 3.2系统的设计方案-------------------------------------------------11 3.3系统组成及工作原理-------------------------------------------11 3.4电路设计原理图,实物图，参数计算及仿真-------------12 附录原件清单-------------------------------------------------------17第一章电源设计1.1电源的设计及要求1.11设计任务设计并制作一个±5V直流稳压电源1.12 设计要求1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计和调试能力。

二阶高通滤波器的设计二阶高通滤波器是一种常用的滤波器，可以去除信号中低频成分，保留高频成分。

设计一个高通滤波器，主要需要确定滤波器的截止频率和滤波器的类型。

在设计过程中，可以使用滤波器的电路图进行分析和计算，并使用软件工具进行模拟和验证。

一、滤波器的类型常见的二阶高通滤波器类型有Butterworth滤波器、Chebyshev滤波器和Bessel滤波器等。

每种滤波器都有不同的特点和应用。

在选择滤波器类型时，需要根据具体的需求和性能要求进行权衡和选择。

二、滤波器的截止频率滤波器的截止频率是指滤波器开始对信号进行滤波的频率。

在设计二阶高通滤波器时，可以根据具体的需求和信号特性来确定截止频率。

截止频率的选择通常涉及信号频谱分析和滤波器性能评估。

三、滤波器电路设计在设计滤波器电路时，可以选择多种电路结构，常见的有Sallen-Key电路、多项式电路、双有源RC电路等。

这些电路有不同的特点和性能，在设计时需要根据滤波器类型和截止频率进行选择。

四、滤波器参数计算在确定滤波器电路结构后，需要计算电路中各个元器件的数值，包括电容、电阻和放大器增益等。

可以使用传统的电路分析方法，如Kirchhoff电流和电压法进行计算。

也可以使用现代的电路仿真软件进行模拟和参数优化。

五、滤波器性能评估完成滤波器的设计和电路计算后，需要对设计的滤波器进行性能评估。

可以使用电路仿真软件进行波形分析和频谱分析，以验证滤波器的设计是否满足要求。

还可以进行实际电路实现和实测，对滤波器的性能进行验证。

六、设计优化及改进通过性能评估，如果发现滤波器的性能不理想，可以对设计进行优化和改进。

可以尝试调整滤波器电路中的元器件数值，或选择其他适合的滤波器类型和结构。

优化设计可以根据具体的需求和应用场景来进行。

总结：设计二阶高通滤波器需要确定滤波器的类型和截止频率，选择合适的电路结构，进行电路参数计算和性能评估，并进行优化和改进。

设计过程可以通过传统的电路分析方法和现代的电路仿真软件来完成。

高通滤波器的设计与制作一、高通滤波器概念高通滤波器就是容许高频信号通过，阻止低频信号通过的电路。

原理电容通高频阻低频，电感通低频阻高频。

频谱特性f是高通滤波器的截止频率。

H截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。

当保持电路输入信号的幅值不变，改变频率使输入信号的幅度将之最大值的0.707倍。

此时的频率成为截止频率。

二、设计指标:K f H 10=Hz高通滤波器的频谱函数为：()ωj H =RCj Cj R Cj j V j V i ωωωωω+=+=1111)()(0 ()ωj H =2)(11RC ω+2)2(11)(2fRC j H fπωπω+==令ω=f π2 令RCf H π21=，则 )(11)(ff j H H +=ω由此可知H f f =时，()22=H ωj 当频率为H f 时，其幅度约为最大值是0.707倍K f H 10=Hz 是高通通滤波器的截止频率，标称值电容C=9105.1-⨯F(1500pF)，由此得出R=10600Ω。

三、软件仿真1、用Matlab仿真如下：Matlab的程序：clear;r=10600;c=1.5e-9;f0=0;fn=30000;df=0.01;f=f0:df:fn;w=2.*pi.*f;a=(1./(w.*r.*c)).^2;H=(1./(1+a)).^0.5;plot(f,H);xlabel('f');ylabel('H');程序如下：运行结果如下：四、高通滤波器的电路图：设计高通滤波器的电路图如下：实际的电路如下所示：五、电路测试：仪器：电烙铁、示波器、函数信号发生器1、对示波器进行校准：将示波器“MODE”打到“CH1”，将同轴测试电缆连接到“CH1”上，测试笔上的开关推到“×1”对“CH1”校准；同理对“CH2”进行校准，再将连接“CH1”和“CH2”的两个测试笔共同接到示波器左下端，示波器“MODE”打到“DUAL”，调节竖直移动旋钮，使两列方波完全重合。

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。

高通滤波器设计2篇第一篇：高通滤波器设计原理及应用高通滤波器是一种信号处理中常用的滤波器类型，主要用于滤除低频信号，突出高频信号，以实现对信号的频率调控。

在这篇文章中，我们将介绍高通滤波器的设计原理及应用。

高通滤波器的设计基于滤波器的频率响应特性，它可以使高于某个截止频率的信号通过而将低于该频率的信号阻断。

在滤波器设计中，截止频率是一个非常重要的参数，它决定了滤波器的调节范围。

高通滤波器的设计可以使用各种滤波器类型，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。

这些滤波器类型有不同的特点和应用场景，根据具体要求选择适合的滤波器类型进行设计。

高通滤波器在实际应用中有广泛的用途。

例如，在音频处理中，高通滤波器可以用于去除低频噪音，提升音频的清晰度和亮度。

在图像处理中，高通滤波器可以用于增强图像的边缘和细节，使图像更加锐利。

此外，高通滤波器还可以应用于通信系统中的频率分析和信号检测。

通过滤除低频信号，高通滤波器可以提高信号的信噪比，从而提高系统的性能。

在设计高通滤波器时，需要考虑一些关键的参数。

首先是截止频率，它决定了高频信号的通过范围。

其次是滤波器的阶数，阶数越高，滤波器的陡峭度越大，但也会增加设计的复杂性。

此外，滤波器的通带和阻带的衰减特性也需要考虑。

高通滤波器的设计可以使用各种工具和软件进行实现，如MATLAB、Python等。

这些工具提供了丰富的滤波器设计函数和算法，可以帮助工程师快速准确地设计高通滤波器。

总之，高通滤波器的设计原理及应用涵盖了信号处理的广泛领域。

了解高通滤波器的设计原理和参数，在实际应用中可以根据需求进行滤波器的设计和调整，以实现对信号频率的精确控制。

第二篇：高通滤波器的特性和设计方法高通滤波器是常用的一种滤波器类型，它可以通过提取高频信号、滤除低频信号来实现对信号频率的调节。

这篇文章将介绍高通滤波器的特性和设计方法。

高通滤波器具有以下几个重要特性。

首先，它具有高频放大的特性，即增强高频信号的幅度。