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《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。
课程设计设计题目RC高通有源滤波器学生姓名学号专业班级指导教师设计类型：信号与系统课程设计设计制作一个增益可调，截止频率C=3000Hz的RC有源高通滤波器阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器；查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数值；用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）；由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。
按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发生器、示波器，测试电路的频响。
分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改进方法。
撰写课程设计报告。
课程设计题目：设计制作一个增益可调，截止频率=3000Hz的RC有源高通滤波器要求如下：阅读教材第十章第八节，理解RC有源滤波器；查阅有关RC有源滤波器设计的相关资料，确定设计方案和元件数值；用Multisim模拟所得滤波器的频响特性（运放选用NE5532）；由于实验室只能提供特定的的元件数值，按照能获得的元件数值对电路进行修正和模拟，获得最符合要求的电路元件参数。
按获得的电路及元件参数，用面包板焊接好滤波器，连接信号发生器、示波器，测试电路的频响。
分析实验结果：测试结果与模拟结果的差异及其原因及可能的改进方法。
撰写课程设计报告。
二. 课程设计目的：理解RC有源滤波器，学习RC有源滤波器的设计方法，由滤波器设计指标计算电路元件参数。
掌握应用Multisim软件；掌握常用元器件的识别和测试，测量有源滤波器的幅频特性；熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；体会课程设计的过程，通过理论联系实际，提高和培养创新能力，提高实践能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。
课程设计环境：Multisim介绍Multisim是Interctive Image Technologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。
有源带通滤波器设计引言有源带通滤波器是一种常见的滤波器类型，用于滤除特定频率范围内的信号。
本文将介绍有源带通滤波器的设计过程和原理，以及如何使用基本电路元件实现。
有源带通滤波器原理有源带通滤波器是一种组合了放大器和带通滤波器的电路。
通过选择合适的放大器增益和滤波器参数，可以实现在一定频率范围内放大输入信号，并抑制其他频率上的信号。
有源带通滤波器的基本原理是选择适当的带通滤波器作为前馈网络，将放大器的输出信号反馈到滤波器的输入端，以实现对特定频率范围内的信号的放大。
有源带通滤波器设计步骤有源带通滤波器的设计过程可以分为以下几个步骤：步骤1：确定滤波器参数首先需要确定希望滤波器通过的频率范围。
这个范围可以根据具体的应用需求来确定。
同时还需要确定滤波器的截止频率和带宽。
这些参数将在后续的设计中使用。
步骤2：选择放大器根据滤波器的参数和所需增益，选择合适的放大器。
放大器的增益应该满足滤波器要求的放大倍数。
步骤3：设计前馈网络根据所选的放大器和滤波器参数，设计前馈网络。
前馈网络应具有带通滤波器的特性，可以选择不同的滤波器拓扑结构，如巴特沃斯滤波器、椭圆滤波器等。
步骤4：选择反馈电阻选择合适的反馈电阻，以实现对滤波器输出信号的反馈。
步骤5：分析、模拟和优化进行电路分析和模拟，通过调整电路参数来优化滤波器的性能。
可以使用电路仿真软件进行模拟，并使用适当的优化方法来改善滤波器的频率响应和增益特性。
步骤6：实现电路根据设计结果，通过选取合适的电路元件来实现滤波器电路。
注意选择适当的操作放大器供电电压和电源。
有源带通滤波器设计示例下面是一个示例设计过程，以说明有源带通滤波器的设计思路。
步骤1：确定滤波器参数假设我们希望设计一个有源带通滤波器，通过频率范围为1kHz到10kHz的信号。
截止频率选择为2kHz，带宽选择为1kHz。
步骤2：选择放大器根据所需增益，选择一个增益足够的放大器。
假设选择一个增益为20倍的放大器。
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。
有源带通滤波器电路设计1 滤波器的简介在电子电路中，输入信号的频率有很多，其中有些频率是需要的工作信号，有些频率是不需要的干扰信号。
如果这两个信号在频率上有较大的差别，就可以用滤波的方法将所需要的信号滤出。
滤波电路的作用是允许模拟输入信号中某一部分频率的信号通过，而阻断另一部分频率的信号通过。
凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。
在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。
滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。
1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。
20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。
自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向，导致了RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。
80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。
90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。
当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。
我国广泛使用滤波器是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。
经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。
滤波器的分类实际上有些滤波器很难归于哪一类，例如开关电容滤波器既可属于取样模拟滤波器，又可属于混合滤波器，还可属于有源滤波器。
因此，我们不必苛求这种“精确”分类，只是让大家了解滤波器的大体类型，有个总体概念就行了。
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
一、有源带通滤波器的基本原理
有源带通滤波器的核心是带通滤波器电路。
带通滤波器电路通常由一
个放大器、一个带通滤波器和一个反馈电路组成。
其中，放大器的作用是
增大输入信号的幅度，带通滤波器的作用是选择特定频率范围内的信号，
反馈电路的作用是将放大的信号重新引入放大器，从而实现对特定频率范
围内信号的放大。
二、有源带通滤波器的设计步骤
1.确定设计的频率范围：根据应用需求确定要选择和放大的频率范围。
2.选择放大器：根据信号的幅度要求选择适合的放大器。
常见的放大
器有运放放大器和晶体管放大器等。
3.设计带通滤波器：根据所选频率范围设计带通滤波器。
带通滤波器
可以采用主动滤波器或者被动滤波器。
主动滤波器采用放大器进行放大，
能够提高滤波器的增益和选择性。
4.设计反馈电路：设计反馈电路将放大的信号重新引入放大器，从而
实现对特定频率范围内信号的放大。
反馈电路的设计要考虑放大器的放大
倍数、输入和输出阻抗等因素。
5.验证设计：通过仿真或实际电路验证设计的性能和参数。
6.优化设计：根据测试结果，优化电路设计，提高性能和可靠性。
三、有源带通滤波器的应用
1.音频放大器：有源带通滤波器可以选择特定频率范围内的音频信号并放大，用于音频放大器的设计。
2.语音处理：有源带通滤波器可以用于语音的去噪、降噪和增强等处理。
3.通信系统：有源带通滤波器可以筛选特定频率范围内的信号，提高通信系统的性能。
4.仪器测量：有源带通滤波器可以用于仪器测量中，选择特定频率范围内的信号并放大。
带通滤波器设计--模拟电⼦技术课程设计报告模拟电⼦技术课程设计报告带通滤波器设计班级：⾃动化1202姓名：杨益伟学号：120900321⽇期：2014年7⽉2⽇信息科学与技术学院⽬录第⼀章设计任务及要求1、1设计概述------------------------------------31、2设计任务及要求------------------------------3 第⼆章总体电路设计⽅案2、1设计思想-----------------------------------42、2各功能的组成-------------------------------52、3总体⼯作过程及⽅案框图---------------------5 第三章单元电路设计与分析3、1各单元电路的选择---------------------------63、2单元电路软件仿真---------------------------8 第四章总体电路⼯作原理图及电路仿真结果4、1总体电路⼯作原理图及元件参数的确定---------94、2总体电路软件仿真---------------------------11 第五章电路的组构与调试5、1使⽤的主要仪器、仪表-----------------------125、2测试的数据与波形---------------------------125、3组装与调试---------------------------------145、4调试出现的故障及解决⽅法-------------------14 第六章设计电路的特点及改进⽅向6、1设计电路的特点及改进⽅向-------------------14 第七章电路元件参数列表7、1 电路元件⼀览表---------------------------15 第⼋章结束语8、1 对设计题⽬的结论性意见及改进的意向说明----168、2 总结设计的收获与体会----------------------16 附图(电路仿真总图、电路图)参考⽂献第⼀章设计任务及要求1、1设计概述：带通滤波器是指允许某⼀频率范围内的频率分量通过、其他范围的频率分量衰减到极低⽔平的滤波器。
滤波器课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握滤波器的定义、分类和工作原理；2. 学生能够运用滤波器的相关知识，分析并解决实际电路中的信号处理问题；3. 学生了解滤波器在电子技术领域的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够根据实际需求，设计并搭建简单的滤波器电路；2. 学生通过实验和仿真，学会测试和优化滤波器性能的方法；3. 学生掌握使用相关软件工具（如Multisim、MATLAB等）进行滤波器设计与分析的基本操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发他们探索未知、创新实践的欲望；2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在小组讨论和实验中积极思考、互相学习的能力；3. 提高学生面对实际问题时，运用所学知识解决问题的自信心和责任感。
课程性质：本课程属于电子技术领域，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生处于高中年级，具有一定的物理基础和电子技术知识，对实验操作和实际应用有较高的兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和实际应用能力的培养。
在教学过程中，分解课程目标为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 滤波器基础知识：- 滤波器的定义、分类及工作原理；- 滤波器的频率响应特性分析；- 滤波器在实际电路中的应用。
2. 滤波器设计与搭建：- 不同类型滤波器的设计方法；- 滤波器电路的搭建与调试；- 滤波器性能的测试与优化。
3. 滤波器仿真与实验：- 使用Multisim、MATLAB等软件进行滤波器设计与分析；- 搭建实际滤波器电路，进行性能测试；- 对比仿真与实验结果，分析误差产生原因。
教学内容安排与进度：1. 第一周：滤波器基础知识学习；2. 第二周：滤波器设计与搭建；3. 第三周：滤波器仿真与实验；4. 第四周：总结与评价。
教材章节关联：1. 《电子技术基础》第四章：滤波器与信号处理；2. 《电子线路设计》第三章：滤波器设计与搭建；3. 《电子测量与仪器》第二章：滤波器性能测试与优化。
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。
有源带通滤波器设计报告设计报告：有源带通滤波器1.引言2.设计原理有源带通滤波器的基本结构由一个放大器、一个带通滤波器和一个输出放大器组成。
放大器的作用是增大输入信号的幅度，带通滤波器则实现了对特定频率范围内信号的选择性放大，最后输出放大器将放大后的信号输出到负载中。
在设计有源带通滤波器时，需要确定的参数包括中心频率、带宽、放大倍数等。
3.设计步骤3.1确定滤波器的参数首先需要确定滤波器的中心频率和带宽。
中心频率是所需放大的频率范围的中间值，带宽则是需要放大的频率范围的宽度。
根据应用需求，可以选择不同的中心频率和带宽。
3.2选取放大器根据中心频率和带宽的要求，选择合适的放大器。
常用的放大器类型有共射放大器、共基放大器和共集放大器等。
在选择放大器时，需要考虑其增益、输入/output阻抗等参数。
3.3设计带通滤波器带通滤波器可使用电容器、电感器和电阻器等元件来实现。
在设计带通滤波器时，需根据中心频率和带宽的要求，选择适当的元件值，并计算其对应的频率响应。
3.4设计输出放大器输出放大器的作用是将放大后的信号输出到负载中，同时保持信号的稳定性。
在设计输出放大器时，要考虑负载的级数、输出电压的大小等参数。
4.设计实例以设计一个中心频率为5kHz，带宽为1kHz的有源带通滤波器为例，具体步骤如下：4.1确定滤波器的参数中心频率为5kHz，带宽为1kHz。
4.2选取放大器选择共射放大器作为放大器。
4.3设计带通滤波器根据中心频率和带宽的要求，选取合适的电容和电感值，并根据相关公式计算其频率响应。
4.4设计输出放大器选择合适的输出放大器，考虑负载的级数和输出电压的大小。
5.结果与讨论根据设计参数，计算得到滤波器的元件值，并进行电路实现。
通过测试和验证，评估滤波器的性能和实际效果。
6.结论通过本文对有源带通滤波器的设计方法进行详细介绍，我们可以了解到有源带通滤波器的设计原理和实际应用。
设计者可以根据具体需求，选择合适的参数和元件值，设计出满足要求的有源带通滤波器。
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。
题目：有源带通滤波器初始条件：具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、设计一个有源带通滤波器。
2、通带范围为50HZ-20KHZ，带内电压变化小于0.5dB 。
3、自制直流电源。
4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书时间安排：十八周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)1有源带通滤波器理论设计 (1)1.1集成运放LM324的简介 (1)1.2理想化的有源带通滤波器 (2)1.3有源带通滤波器工作原理 (2)1.4二阶有源带通滤波器设计方案 (3)1.4.1有源带通滤波器实现方案: (3)2直流稳压电源的设计 (5)2.1设计原理分析 (5)2.2单向桥式电路工作原理 (5)2.3电容滤波工作原理 (6)2.4稳压电路工作原理 (7)2.5设计电路图 (9)3.二阶有源带通滤波器仿真测试： (10)3.1仿真测试电路（基于multisim 10） (10)3.2交流小信号分析 (11)4.误差分析 (12)4.1 元器件误差 (12)4.2运放的性能 (12)4.3仪器误差 (12)5.实物制作 (13)6心得体会 (14)参考文献 (15)摘要在《模拟电子技术基础》的学习基础上，针对课设要求，设计了多重反馈有源带通滤波器。
本次设计是BPF,是由电阻、电容、放大器组成的电路。
该滤波器的中心频率是10kHz。
该滤波器阻止低于50Hz和高于20kHz频率的信号通过，只允许50Hz 到20kHz之间的信号通过。
该滤波器属于有源滤波器，由无源元件和有源元件组成。
这类滤波器的优点是：带内的信号不仅没有消耗能量，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。
课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子1003班指导教师：葛华工作单位：信息工程学院题目: 高阶有源滤波器设计初始条件：计算机、Proteus软件、Cadence软件要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：2周2、技术要求：（1）学习Proteus软件和Cadence软件。
（2）设计二阶、四阶有源滤波器电路。
（3）利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版，用Proteus软件对该电路进行仿真。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：2014.11.11做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。
2014.11.11-11.16学习Proteus软件和Cadence软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。
2014.11.17-11.21对所设计的滤波器电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。
2014.11.22 提交课程设计报告，进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................................... I I 1绪论 (1)2 设计内容及要求 (2)2.1设计的目的及主要任务 (2)2.2 设计思想 (2)3 Proteus软件和Cadence软件的介绍 (3)3.1 Proteus软件 (3)3.1.1进入Proteus ISIS (3)3.1.2 工作界面 (3)3.1.3 绘图主要操作 (3)3.2 Cadence软件 (6)3.2.1电路的设计步骤 (6)3.2.2电路PCB的设计步骤 (6)4 二阶、四阶有源滤波器电路原理 (8)4.1 二阶有源滤波器 (8)4.2 四阶有源滤波器 (10)5 二阶、四阶有源滤波器电路的设计与仿真 (12)5.1 电路原理图的设计 (12)5.2 电路的仿真 (12)5.3 电路的PCB设计 (14)6 心得体会 (16)参考文献 (17)摘要滤波器用于对信号的频率具有选择性的电路，它的功能是使特定频率范围内的信号通过，有源滤波器被广泛用于信息处理、数据传送等电路中。
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。
课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子1003班指导教师：葛华工作单位：信息工程学院题目: 高阶有源滤波器设计初始条件：计算机、Proteus软件、Cadence软件要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：2周2、技术要求：（1）学习Proteus软件和Cadence软件。
（2）设计二阶、四阶有源滤波器电路。
（3）利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版，用Proteus软件对该电路进行仿真。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：2014.11.11做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。
2014.11.11-11.16学习Proteus软件和Cadence软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。
2014.11.17-11.21对所设计的滤波器电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。
2014.11.22 提交课程设计报告，进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................................... I I 1绪论 (1)2 设计内容及要求 (2)2.1设计的目的及主要任务 (2)2.2 设计思想 (2)3 Proteus软件和Cadence软件的介绍 (3)3.1 Proteus软件 (3)3.1.1进入Proteus ISIS (3)3.1.2 工作界面 (3)3.1.3 绘图主要操作 (3)3.2 Cadence软件 (6)3.2.1电路的设计步骤 (6)3.2.2电路PCB的设计步骤 (6)4 二阶、四阶有源滤波器电路原理 (8)4.1 二阶有源滤波器 (8)4.2 四阶有源滤波器 (10)5 二阶、四阶有源滤波器电路的设计与仿真 (12)5.1 电路原理图的设计 (12)5.2 电路的仿真 (12)5.3 电路的PCB设计 (14)6 心得体会 (16)参考文献 (17)摘要滤波器用于对信号的频率具有选择性的电路，它的功能是使特定频率范围内的信号通过，有源滤波器被广泛用于信息处理、数据传送等电路中。
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。
2.1高阶有源带通滤波器设计方案 (5)2.1.1设计思路. (5)2.1.2 确定设计原理图 (6)2.1.3 二阶低通滤波电路. (7)2.1.4 二阶高通滤波电路. (8)2.2直流稳压电源的设计. (9)2.2.1直流稳压电源的工作原理. (9)2.2.2 直流稳压电源电路的选择与分析. (9)3 设计电路元件参数计算. (10)3.1 滤波器元件参数选取 (10)3.1.1 二阶低通部分参数计算. (10)3.1.2 二阶高通部分参数计算. (11)3.2 直流稳压电源参数计算 (11)4 仿真测试和数据分析. (13)4.1 仿真原理电路图 (13)4.2 幅频特性曲线分析 (13)4.3 仿真误差分析 (14)5 PCB板的制作与调试 (16)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 . ...........................结束语 ............................参考文献 .................................... 致 谢 ....................................... 附 录 .............................附录 A 元器件清单 . ......................... 18 附录 B电路原理图 . (20)附录C 电路PCB 图 (20)附录 D 实物图 . (20)19错误! 未定义书签。
18 18错误! 未定义书签。
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A A 1 （A VF-1）R1 R1考虑到集成运放的同相输入端电压为:电路中由KCL 可得由式（2）,（ 3）联立得RCQ -3AVF同理可得二阶RC 高通滤波电路的传递函数为式（路如图2所示：VP（S ）V（S ）A VF 由（4），（ 5），（6）联立得二阶RC 低通滤波器的传递函数为式⑺：A S2AVF c2c2s6s c2Ao c2cs s sQ(7)V i（S ）V A（S ） V A（S ） VO (S)sCV A（S ）V P（S ）A SV o(S)_V i(s)1 (3A/FA VF)SC R(sCR )2(4)8） ；咼阶有源咼通电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:A0Q"2(丄)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①的单位信号，滤波器的输出U o jw jw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jw是一个复函数，其幅值A 称为幅频特性，其幅角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f p p/2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f p p/2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f c c/2为信号功率衰减到12（约为3dB）时的频率，在很多情况下，常以f c作为通带或阻带截频。
④固有频率f c c/2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 f 1000Hz处的增益)此次课程小组设计的高阶带通滤波器的增益Av 2515,在要求在2~3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0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Q ,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Q U L/U0 U c/U0测定, U c与U L分别为f2 f 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fQ f o/(f2 f1)求出Q值。
式中f 0为谐振频率，当f1与f2是失谐时，即输出电压1，再根据的幅度下降到最大值的1 2 0.707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800Hz ~1200Hz，增益Av 2~3倍，阻带衰减频率40dB/10频程的带通滤波电路。
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 也分成两部分Avi, A V 2, A V 即两部分相乘，2Av （1.586） 2.515,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 的关系图阶数n2 4 6 8 8增益一阶1.586 1.152 1.0681.038-二二二阶2.2351.586 1.337阶低 三阶2.4831.889 通四阶2.601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。
