有源滤波器设计实例

、低通滤波器的设计低通滤波器的设计是已知w。

（-3dB截止频率）、H OLP（直流增益）、Q （在-3dB截止频率时的电压放大倍数与通带放大倍数数值之比）三个参数来设计电路，可选的电路形式为压控电压源低通滤波器和无限增益多路反馈低通滤波器。

下面分别介绍：（一）二阶压控电压源低通滤波器图1二阶压控电压源低通滤波器原理图H OLP二K =1 空RAQ (1 —K MRCJR2C2+ JR2C2/RG由上式可知，可通过先调整R1来先调整w。

，然后通过调整K来调整Q值。

对于巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔三种类型二阶LPF的Q值分别为0.707、1、0.56。

1、等值元件KRC电路设计令& = & = R和G = C2 = c，简化上述各式，则HOLP”1R AW。

_ RCQ —3- K得出的设计方程为W oR1C1 R2C21R B 由上式可知，H OLP 值依赖于Q 值大小。

为了将增益从现在的 A oid 降到另一个不同的值 A new , 应用戴维南定理，用分压器 R !A 和R IB 取代R I ，同时确保W o 不受替换的影响，需符合下式：电路连接如图2所示图2二阶压控电压源低通滤波器等值法原理图2、参考运算放大器应用技术手册（1）选取C11(3) 电容扩展系数m 二二 -(H OLP -1) 4Q 2(4) C 2 二 mG(5) & =2QRR2Qm(7)选取 R A ，则 R B (( H OLP -1) R ARC =(6) W o K Q=(K -1)R A R1BR IA B = R 1(2)1 2%0。

前言随着计算机技术的发展，模拟电子技术已经成为一门应用范围极广，具有较强实践性的技术基础课程。

电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革，为了培养学生的动手能力，更好的将理论与实践结合起来，以适应电子技术飞速的发展形势，我们必须通过对本次课程设计的理解，从而进一步提高我们的实际动手能力。

滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，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，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。

用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。

滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个能够低通、高通、带宽、阻带等多种形式的滤波器。

我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。

在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。

按照设计的方案选择具体的元件，焊接出具体的实物，并在实验室对事物进行调试，观察效果是否与课题要求的性能指标作对比。

最后分析出现误差的原因以及影响因素。

设计任务书一、设计目的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)；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。

二、设计要求和技术指标1、技术指标(1) 低通滤波器：通带增益AUF=2；截止频率fH =2000Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；(2) 高通滤波器：通带增益AUF=5；截止频率fL =100Hz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频；(3) 带通滤波器：通带增益AUF=2；中心频率：fO =1kHz；Ui=100mV；阻带衰减：不小于-20dB/10倍频。

2、设计要求（1）分别设计二阶RC低通、高通、带通滤波器电路，计算电路元件参数，拟定测试方案和步骤；（2）在面包板或万能板上安装好电路，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并仿真；（5）写出设计报告。

一、低通滤波器的设计低通滤波器的设计是已知o w （dB 3-截止频率）、LP H 0（直流增益）、Q （在dB 3-截止频率时的电压放大倍数与通带放大倍数数值之比）三个参数来设计电路，可选的电路形式为压控电压源低通滤波器和无限增益多路反馈低通滤波器。

下面分别介绍： （一）二阶压控电压源低通滤波器图1二阶压控电压源低通滤波器原理图()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧++-==+==112212212211221101111C R C R C R C R C R C R K Q C R C R w R R K H o A BLP 由上式可知，可通过先调整1R 来先调整o w ，然后通过调整K 来调整Q 值。

对于巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔三种类型二阶LPF 的Q 值分别为0.707、1、0.56。

1、等值元件KRC 电路设计令R R R ==21和C C C ==21，简化上述各式，则⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-==+==K Q RC w R R K H oAB LP31110 得出的设计方程为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=-==A B o R K R Q K w RC )1(131 由上式可知，LP H 0值依赖于Q 值大小。

为了将增益从现在的old A 降到另一个不同的值new A ，应用戴维南定理，用分压器A R 1和B R 1取代1R ，同时确保o w 不受替换的影响，需符合下式：⎪⎩⎪⎨⎧=+=111111R R R R R R A A B A B A B oldnew 电路连接如图2所示。

图2二阶压控电压源低通滤波器等值法原理图2、参考运算放大器应用技术手册 （1）选取C1 （2）1010211C f C w R π==（3）电容扩展系数)1(4102-+=LP H Qm （4）12mC C = （5）QR R 21= （6）QmRR 22=（7）选取A R ，则A LP B R H R ）（10-=00的衰减速率不低于40dB/10频程，截止频率和增益等的误差要求在±10%以内。

源滤波器姓名：xxx 班级：XXX 学号: xxx目录一、基本介绍二、工作原理三、有源滤波器的功能作用四、有源滤波器分类五、有源低通滤波器的设计六、总结基本介绍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。

在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。

在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。

本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计有源滤波器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。

二、工作原理有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为PW 啲调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制IGBT单相桥，根据PWM技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。

这是前馈控制部分。

再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。

三、有源滤波器的具体功能及作用1、滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。

该产品真正做到自适应跟踪补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿。

2、改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率除谐波在确保滤功能的基础上有效改善系统不平衡状况。

3、抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。

这是无源滤波装置无法做到的。

4、多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。

施耐德电气AccuSine有源电力滤波器应用案例介绍10.38 5.0 4.0 2.023456789101112130.38107862396226441921162813241415161718192021222324250.381011129.7188.6167.88.97.114 6.512 2AccuSine 有源滤波器具有响应速度快、滤波能力强、安装灵活、方便扩展的特点。

应用瞬时无功理论提取谐波分量的AccuSine 有源滤波器可以在100μS 内响应负荷的变化，并且可以解决间谐波问题，可以同时消除2～60次谐波。

AccuSine 有源滤波器产品线齐全，包含了AccuSine/3L 和AccuSine/４L 两大系列，容量从最小的20A 到最大的300A 不等，可以满足不同用户的需求。

AccuSine 有源滤波器的安装尺寸小，容量较小的滤波器甚至可以采用壁挂的方式安装，节省了安装空间。

由于AccuSine 有源滤波器有着很强的扩展能力，不同容量的滤波器可以相互扩展，最高可达3000A ，使得广大用户可以制定更加灵活的谐波治理方案和投资方式，亦可方便项目前期的设计工作。

AccuSine 有源电力滤波器产品型号AccuSine/3L 系列AccuSine/3L-50A AccuSine/3L-100A AccuSine/3L-300A 额定补偿电流（A ）50100300额定电压（V ）208~480208~480208~480尺寸（mm, 高×宽×深）1316×526×4701745×526×4701972×809×543AccuSine/4L 系列AccuSine/4L-20A AccuSine/4L-45A AccuSine/4L-90A AccuSine/4L-30AAccuSine/4L-60A AccuSine/4L-120A额定补偿电流（A ）20（30）45（60）90（120）额定电压（V ）400400400尺寸（mm, 高×宽×深）680×540×280780×590×3252×（780×590×325）AccuSine 有源电力滤波器特点AccuSine 有源电力滤波器的补偿方式根据AccuSine 有源滤波器补偿对象的不同，AccuSine 有源滤波器的补偿方式有局部补偿、部分补偿、总补偿三种方式。

有源滤波器设计范例有源滤波器是一种仪器或电路，通过放大合适频率的信号，削弱不需要的频率的信号。

它由被放大的信号源、滤波器和放大器组成。

有源滤波器常用于音频、通信和信号处理等领域。

下面我们将介绍一个有源滤波器的设计范例。

设计目标：设计一个低通滤波器，截止频率为1kHz，增益为20dB。

输入信号幅度为1V，输出信号幅度应保持一致。

设计步骤：1.确定滤波器的类型和截止频率，由于我们需要一个低通滤波器，因此需要选择适合的操作放大器模型。

选择一个高增益的运放模型，比如OPA7412.确定滤波器的放大倍数，根据增益的要求，我们选择放大20dB，即放大倍数为10。

3.计算滤波器的截止频率，根据设计目标，截止频率为1kHz。

根据低通滤波器的特性，我们可以选择使用一个RC电路来实现，其中R为电阻，C为电容。

4. 计算滤波器的电阻和电容值，根据截止频率的公式，截止频率fc=1/(2πRC)。

根据给定的截止频率和选择的电阻值，计算出需要的电容值。

5.确定滤波器电阻和电容的实际可选择值，根据常用的电阻和电容系列，选择最接近计算得出的值的标准值。

6.绘制滤波器电路图，将运放、电阻和电容按照设计要求连接起来。

根据电路图，选择合适的电阻和电容标准值。

7.测试和调整滤波器，将设计好的电路安装到实际的电路板上。

连接一个信号发生器作为输入信号源，通过示波器测量输出信号的幅度。

8.监测滤波器输出信号的幅度，根据设计目标，输出信号应与输入信号保持一致，即保持1V的幅度。

9.调整滤波器的增益，通过调节电阻或电容的值，使输出信号的幅度达到1V。

10.测试滤波器截止频率的准确性，使用频谱仪监测滤波器输出信号的频率特性。

确保滤波器截止频率符合设计要求。

11.优化滤波器设计，根据测试结果和实际需求，对滤波器电路进行调整和优化，以获得更好的性能。

总结：。

有源滤波器姓名：xxx 班级：XXX 学号: xxx目录一、基本介绍二、工作原理三、有源滤波器的功能作用四、有源滤波器分类五、有源低通滤波器的设计六、总结一、基本介绍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。

在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。

在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。

本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计有源滤波器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。

二、工作原理有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为PWM的调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制IGBT单相桥，根据PWM技术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。

这是前馈控制部分。

再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。

三、有源滤波器的具体功能及作用1、滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。

该产品真正做到自适应跟踪补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿。

2、改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。

在确保滤除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。

3、抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。

这是无源滤波装置无法做到的。

4、多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。

设计有源滤波器一、引言在光电系统中，光电探测器输出的信号通常比较弱的，目前百微伏数量级的信号已不算最弱。

但是在信号放大和处理过程中，内部噪声和外部干扰仍须设法抑制。

在放大电路中限制通频率带是抑制干扰和噪声的一种方法。

因为信号总带有规律性，其功率只限在很窄的频率范围内。

而白噪声是系统中的固有噪声，其频谱范围很宽(零频至1012Hz)，如果信号放大过程中用滤波器仅滤出信号频谱能量，抑制其他频率的通过，那末，就能明显地抑制噪声，提高系统输出信噪比。

假如滤波前噪声带宽为Δf i ，滤波器通频带宽Δf 0,那末，通过滤波后，信噪功率比就能提高Δf i /Δf 0倍。

所以滤波是提高信噪比方便而有效的一种方法。

二、基本原理滤波器是一种频率选择电路，它可使输入信号中某些频率成分通过而使另外一些频率成分衰减。

滤波器一般有低通（通过低频抑制高频），高通（通过高频抑制低频），带通（通过某一频率范围抑制这一范围以外的高频和低频信号）和带阻（抑制某一频率范围，通过这一范围以外的高频和低频信号）四种，前三种使用更为广泛。

实际滤波器可分为无源滤波器和有源滤波器。

无源滤波器可由电阻，电容和电感组成。

但是在0.5MHz 以下频率范围，电感体积太大，不能集成化。

所以，使用电阻，电容和运算放大器结合形成的有源滤波器性能好，使用广泛。

图1所示为最简单的一种二阶有源滤波器，其他种类的有源滤波器可见本实验参考材料。

滤波器的输入，输出电压特性由传递函数H(s)表示H (jω)＝)()(s Vi s Vo (1) Vo(s) 为输出电压，Vi(s) 为输入电压，s ＝jω，ω＝2πf ，j ＝1-。

H (jω)＝|H (jω)| )(ωφj e (2)H(jω)是幅频特性；|H(ω)|是幅度值；φ(ω)是相位角。

滤波器通过的频率范围称为通频带，抑制频率范围称阻带。

在通频带内输出比较大。

理想滤波器的通频带如图1 (g)(h)(i) 中虚线所示。

01设计举例有源滤波器设计与制作有源滤波器是一种利用放大器等有源元件来增强滤波效果的电子滤波器。

它具有增益调节范围广、频率带宽宽、频率可调、阻抗适应能力强等特点，被广泛应用于通信、音频处理、仪器测量等领域。

下面以高通滤波器和低通滤波器为例，介绍有源滤波器的设计与制作过程。

高通滤波器是将输入信号中低频部分滤除，只保留高频信号的电路。

其电路示意图如下所示：```R1+--------，-------+Vi ------C1----， Op-ampR2 Vout```其中，Vi是输入信号，Vout是输出信号。

R1和C1构成了输入端的RC高通滤波器，R2构成了反馈网络。

Op-amp为运算放大器，放大滤波器输出信号。

高通滤波器的设计步骤如下：1. 确定截止频率。

根据具体需求，确定截止频率fc。

2. 选择电阻和电容。

根据截止频率fc，选择合适的电阻和电容值，以满足滤波器的性能要求。

3.计算反馈电阻。

根据欧姆定律和运放的特性，计算反馈电阻R2的值。

4.确定运放。

根据输出要求和滤波器性能要求，选择合适的运算放大器。

5. 进行电路仿真。

使用电路仿真工具，如Multisim等，对滤波器进行参数调整和性能评估。

6.制作电路板。

根据设计结果，设计并制作滤波器的电路板。

7.电路调试与优化。

将电路板焊接完成后，对滤波器进行调试和优化，以满足设计要求。

8.测试性能。

使用信号发生器等测试仪器，对滤波器的性能进行测试和验证。

9.优化和调整。

根据实际测试结果，对滤波器进行优化和调整，以达到最佳性能。

低通滤波器是将输入信号中高频部分滤除，只保留低频信号的电路。

其电路示意图如下所示：```R1+------------，------------+Vi ----， Op-amp+------C1------Vout```低通滤波器的设计步骤与高通滤波器类似，只是在选择电阻和电容值、计算反馈电阻和选择运放时需要根据低通滤波器的截止频率和性能要求进行调整。

01设计举例有源滤波器设计与制作有源滤波器是一种使用有源元件（如晶体管或运算放大器等）的滤波器，它可以增加信号的幅度，改变频率响应，并且具有较低的输出阻抗。

本文将详细介绍一个有源滤波器的设计与制作过程。

首先，我们选择一个二阶巴特沃斯低通滤波器作为设计示例。

第一步是选择适当的滤波器类型。

巴特沃斯滤波器是一种常见的滤波器类型，它具有平坦的通频带响应和陡峭的阻频带响应。

在本例中，我们选择一个截止频率为1kHz的巴特沃斯低通滤波器。

第二步是确定滤波器的阶数。

阶数越高，滤波器的斜率会越陡。

在本例中，我们选择一个二阶滤波器，因为它可以提供足够的滤波效果，并且较为容易实现。

接下来，我们需要进行滤波器的电路设计。

有源滤波器的电路通常由一个有源元件（如晶体管或运算放大器）和被动元件（如电阻、电容和电感）组成。

在本例中，我们选择使用一个运算放大器作为有源元件，并结合电容和电阻来构建滤波器。

通过选择合适的电阻和电容数值，我们可以实现所需的截止频率和增益。

在电路设计中，我们需要考虑各个元件的频率特性以及它们之间的相互影响。

通过使用标准的电路设计工具，如SPICE仿真软件，我们可以模拟电路的频率响应并进行优化。

在滤波器电路设计完成后，我们需要进行电路的布局和连接。

在布局设计中，我们应注意减少元件之间的干扰和交叉耦合。

在连接电路时，我们应选择适当的导线和连接器，并确保电路的正确连接。

完成电路的布局和连接后，我们需要对电路进行测试和调试。

通过使用信号发生器和示波器，我们可以检查滤波器的频率响应和增益，并进行必要的调整。

一旦滤波器的设计和调试都完成了，我们可以进行电路的制作。

我们可以选择将电路制作在芯片上或者使用电路板来制作。

在制作电路板时，我们需要进行电路板的布线和钻孔。

通过使用专业的电路板制作设备，我们可以实现高质量的电路板制作。

完成电路板的制作后，我们可以焊接和安装所有的电子元件。

在焊接过程中，我们应注意避免过热和短路。

有源低通滤波器电路设计在电子电路中，低通滤波器是一种用于去除高频信号的电路。

其基本原理是通过传递低频信号，而阻碍高频信号。

在本文中，将介绍一种常见的有源低通滤波器电路设计。

下面是一个有源低通滤波器的电路图示：```C(输入)Vin ──────┬─────────────── R───────┬───────────────────── Vout ││└─┬────────────┬──────────┘││││RC││└─┬──────────┘│V-```该电路由一个放大器（非反向放大器）、一个电阻和一个电容组成。

输入信号Vin经过电容C传递到放大器的非反向输入端，并通过电阻R与反馈电容C连接在一起。

放大器的输出端接地，并与电容C一起形成电路的输出Vout。

在非反向放大器中，放大倍数由电阻R2和电阻R1的比值决定。

该电路中的电容C起到了限制高频信号通过的作用。

当信号的频率增加时，电容C的阻抗变小，导致信号更容易通过。

而对于低频信号，电容C的阻抗很高，从而限制了信号的通过。

这样，只有低频信号能够通过电容C，达到去除高频信号的效果。

在设计有源低通滤波器时，需要根据具体的要求来选择适当的放大倍数和截止频率。

截止频率是指滤波器开始阻止高频信号通过的频率。

在这个设计中，可以通过调整电阻R和电容C的数值来实现不同的截止频率。

对于放大器的选择，可以选择一款适合低频应用的放大器，比如运算放大器。

此外，还需要根据电路的输入和输出需求来确定放大倍数的选择。

总之，有源低通滤波器是一种常见的去除高频信号的电路，在许多电子应用中都被广泛使用。

通过适当选择和调整元件的数值，可以实现不同的截止频率和放大倍数的设计。

姓名：xxx 班级：XXX学号: xxx目录＞基本介绍「作原理「、有源滤波器的功能作用四、有源滤波器分类五、有源低通滤波器的设计六、总结基本介绍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。

在电子电路中常用来进行信号处理、数据传输和抑制噪声等。

在运算放大器广泛应用以前滤波电路主要采用无源电子元件一电阻、电容、电感连接而成，由于电感体积大而且笨重导致整个滤波器功能模块体积大而且笨重。

本文介绍由集成运算放大器、电阻和电容设计有源滤波器，着重讲解低通、高通、带通滤波电路。

工作原理有源滤波器工作原理是：用电流互感器采集直流线路上的电流，经A/D 采样，将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理，得到谐波参考信号，作为PW啲调制信号，与三角波相比，从而得到开关信号，用此开关信号去控制IGBT单相桥，根据PWMi术的原理，将上下桥臂的开关信号反接，就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流，将线上的谐波电流抵消掉。

这是前馈控制部分。

再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来，作为调节器的输入，调整前馈控制的误差。

三、有源滤波器的具体功能及作用1、滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效，满足国标对配电网谐波的要求。

该产品真正做到自适应跟踪补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速跟踪补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿。

2、改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。

除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。

3、抑制电网谐振不会与电网发生谐振， 而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。

这是无源滤波装置无法做到的。

4、多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行， 并可在负荷较轻时自动退出运行， 充分考虑运行的经济性。

完整的有源滤波器设计
有源滤波器是一种常见的电子电路，用于去除信号中的杂散成分或者改变信号的频率响应。

在设计有源滤波器时，需要考虑的因素包括滤波器类型、电路拓扑、滤波器参数的选择以及频率响应的分析等。

在本文档中，我们将详细介绍如何设计一个完整的有源滤波器。

文档内容分为以下几个部分：
1.引言
1.1有源滤波器的概述
1.2设计目标和要求
2.滤波器的类型和选择
2.1常见的滤波器类型
2.2选择适合的滤波器类型
3.滤波器电路拓扑
3.1有源滤波器的基本电路结构
3.2不同拓扑的特点和适用范围
4.滤波器参数的选择
4.1器件参数的选择
4.2确定放大器增益
4.3确定滤波器的截止频率
5.频率响应的分析
5.1简化的频率响应分析方法
5.2使用计算工具进行频率响应分析
6.有源滤波器的设计实例
6.1设计案例一：低通有源滤波器
6.2设计案例二：带通有源滤波器
7.实际电路的实现
7.1PCB设计
7.2元器件的选择和布局
7.3电路连接和调试
8.总结与展望
8.1设计结果总结
8.2可能的优化思路
8.3对未来的展望
以上是关于完整的有源滤波器设计的大致内容和结构。

根据实际需要，文档中的各个部分可以进行补充和调整，以确保设计的完整性和准确性。

最后，本文档将提供设计有源滤波器的详细步骤、计算公式和实例，帮助
读者深入了解和掌握有源滤波器的设计方法和技巧。

176有源滤波器的设计一．设计方法有源滤波器的形式有好几种，下面只介绍具有巴特沃斯响应的二阶滤波器的设计。

巴特沃斯低通滤波器的幅频特性为：ncuo u A j A 21)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω ， n=1，2，3，. . . （1）写成：ncuou A j A 211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ωωω （2） )(ωj A u其中A uo 为通带内的电压放大倍数，ωC A uo 为截止角频率，n 称为滤波器的阶。

从（2）式中可知，当ω=0时，（2）式有最大值1； 0.707A uoω=ωC 时，（2）式等于0.707，即A u 衰减了 n=2 3dB ；n 取得越大，随着ω的增加，滤波器 n=8 的输出电压衰减越快，滤波器的幅频特性 越接近于理想特性。

如图1所示。

0 ωC ω 当 ω>>ωC 时，nc uo u A j A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛≈ωωω1)( （3） 图1低通滤波器的幅频特性曲线 两边取对数，得： lg20cuo u n A j A ωωωlg 20)(-≈ （4） 此时阻带衰减速率为： -20ndB/十倍频或-6ndB/倍频，该式称为衰减估算式。

表1列出了归一化的、n 为1 ~ 8阶的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式。

表1 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 n 归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式 1 1+L s 2 122++L L s s3 )1()1(2+⋅++L L L s s s4)184776.1()176537.0(22++⋅++L L L L s s s s1775 )1()161803.1()161807.0(22+⋅++⋅++L L L L L s s s s s6 )193185.1()12()151764.0(222++⋅++⋅++L L L L L L s s s s s s7)1()180194.1()124698.1()144504.0(222+⋅++⋅++⋅++L L L L L L L s s s s s s s8 )196157.1()166294.1()111114.1()139018.0(2222++⋅++⋅++⋅++L L L L L L L L s s s s s s s s在表1的归一化巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式中，S L = csω，ωC 是低通滤波器的截止频率。