有源低通滤波器电路

有源低通滤波器设计有源低通滤波器（Active low-pass filter）是一种电路，用于将高频信号从输入信号中滤除，只传递低频信号。

它由一个有源元件（如运算放大器）和被动元件（如电阻和电容）组成。

有源低通滤波器可以通过调整电路参数来实现不同的截止频率，并且具有较高的增益和较低的失真。

1. 确定电路结构：有源低通滤波器的基本电路结构通常是由一个运算放大器和被动元件（电阻和电容）组成的。

常见的结构包括Sallen-Key结构、多级级联结构等。

根据设计要求选择适合的电路结构。

2.选择元件参数：元件参数的选择决定了有源低通滤波器的截止频率和增益等性能。

根据设计要求确定电阻和电容的数值。

通常，电容的大小与截止频率成反比，而电阻的选择可以根据需要来确定。

3.进行频率响应分析：通过对电路进行频率响应分析可以评估有源低通滤波器的性能。

频率响应分析可以通过理论计算、模拟仿真和实验验证等方式来进行。

在进行频率响应分析时，需要计算或测量电路的增益和相位的变化随频率的变化情况。

4.优化设计：根据频率响应分析的结果，可以对设计进行优化。

例如，根据需要可以调整电容和电阻的数值来实现所需的截止频率和增益。

同时，通过优化元件的选择，例如选择高质量的电容和电阻，可以改善有源低通滤波器的性能。

总结：有源低通滤波器设计涉及电路结构选择、元件参数选择和频率响应分析等步骤。

通过合理选择电路结构和元件参数，并进行频率响应分析和优化设计，可以实现所需的低通滤波器性能。

在设计过程中需要考虑电路的稳定性、失真等问题，以保证滤波器的可靠性和性能。

一阶低通有源滤波电路的截止频率fh在电子电路中，滤波器是一种常用的电路元件，它能够通过选择性地传递或阻止特定频率范围内的信号。

而有源滤波电路则是一种利用有源元件（例如运放）来实现的滤波器，具有较好的增益和频率特性。

其中，一阶低通有源滤波电路的截止频率fh是一个重要的参数，它决定了电路对高频信号的抑制能力。

在本文中，我们将深入探讨一阶低通有源滤波电路的截止频率fh，并探讨其在电路设计和应用中的重要性。

1. 一阶低通有源滤波电路的原理和结构1.1 电压跟随器1.2 电容C和电阻R构成的RC低通滤波器在一阶低通有源滤波电路中，常见的电路结构包括由电压跟随器和电容C、电阻R构成的RC低通滤波器。

电压跟随器能够实现输入电压的跟随和转移，并提供给RC滤波器更好的输入阻抗，从而改善电路的性能。

而RC低通滤波器则通过电容和电阻的组合，实现对低频信号通路和高频信号阻断。

2. 一阶低通有源滤波电路的截止频率fh及其计算公式2.1 截止频率fh概念解释2.2 截止频率fh的计算公式在一阶低通有源滤波电路中，截止频率fh是一个十分重要的参数，它代表了电路对高频信号的抑制能力。

截止频率fh通常是通过电容C和电阻R的数值来计算的，具体公式为fh=1/2πRC。

通过这个公式，可以清晰地计算出截止频率fh与电容和电阻的关系，从而方便电路设计和性能调整。

3. 一阶低通有源滤波电路的应用和调试3.1 天然频率和调整方法3.2 应用案例分析在实际电路设计和应用中，一阶低通有源滤波电路具有广泛的应用场景。

而在调试过程中，需要特别关注电路的天然频率以及调整方法，以确保电路能够稳定地工作。

通过应用案例的分析，可以更好地理解一阶低通有源滤波电路在实际应用中的优劣势和调试技巧。

4. 结语在本文中，我们对一阶低通有源滤波电路的截止频率fh进行了深入的探讨，从其原理结构到计算公式和应用案例，全面展现了该参数在电路设计和应用中的重要性。

通过深入理解截止频率fh，我们可以更好地设计和调试有源滤波电路，提高电路的性能和稳定性。

一阶有源低通滤波电路
一阶有源低通滤波电路（first-orderactivelow-passfilter）是一种简单高效的滤波类型，它由一个电阻、一个电容和一个双极型集成电路构成。

它的作用是把输入信号中的低频分量通过，而将高频分量过滤掉，减少信号中杂散的噪声和失真，使信号更加平滑。

滤波器可以分为两类：频率可调和固定频率的。

频率可调滤波器可以根据不同应用的要求，动态调整滤波频率，来满足需求；固定频率的滤波器只能用于指定的频率范围，不能调整，往往用来抑制干扰或降噪。

一阶有源低通滤波电路一般由四个组件组成：双极型集成电路、电阻、电容和反馈电路。

电阻和电容构成输入电路，用来将滤波前的输入信号进行分析；双极型集成电路作为滤波器的核心，用来滤除输入信号中的那些不需要的（高频）分量；反馈电路则用来动态调整滤波器的频率，以达到所需的效果。

一阶有源低通滤波电路的优势在于：它可以有效地抑制高频信号，保证输出信号的正常性；它的结构简单、功耗低；它具有良好的稳定性，能够长期稳定运行；它能对输入信号进行调整，提高信号的影响力。

一阶有源低通滤波电路广泛应用于电子设备中，如音频前级，通信系统，矩阵和信号调节等，用于抑制杂散的噪声和频率失真，保证信号的平滑传输，提升信号质量。

一阶有源低通滤波电路也可以用于定频检测，定时器和调制解调器等设备中，以确保电子设备正常运行，确保信号的准确性。

简单二阶有源低通滤波器电路及幅频特性为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RCo(1)通带增益当f=0时，各电容器可视为开路，通带内的增益为低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。

它比一阶低通滤波器的滤波效果更好二阶LPF的电路图如图6所示，幅频特性曲线如图7所示。

1-(2)二阶低通有源滤波器传递函数根据图8-2.06可以写出丄“盘斗丄〕俯二一礎通常有，联立求解以上三式，可得滤波器的传递函数臥)—九…(3)通带截止频率将s 换成j 3,令3 0 = 2n f o=1/(RC)可得当f=fp时，上式分母的模="丿厶I VoZ与理想的二阶波特图相比，在超过fO以后，幅频特性以-40 dB/dec的速率下降，比一阶的下降快。

但在通带截止频率fp -fO之间幅频特性下降的还不够快。

摘要设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，并利用MultisimIO仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致，为有源滤波器的电路设计提供了EDA手段和依据。

关键词二阶有源低通滤波器；电路设计自动化；仿真分析；MultisimIO滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。

滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。

从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。

高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。

采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。

压控电压源型二阶低通滤波电路是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。

本文根据实际要求设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，采用EDA仿真软件Multisim1O对压控电压源型二阶有源低通滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。

摘要：设计一种压控电压源型二阶有源低通滤波电路，并利用Multisim仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致，为有源滤波器的电路设计提供了EDA手段和依据。

关键词二阶有源低通滤波器；电路设计自动化；仿真分析；一：实验内容及要求：设计一个压控电压源型二阶有源低通滤波电路，要求通带截止频率fo=100 kHz，等效品质因数Q=1，试确定电路中有关元件的参数值。

二：实验器材软件：Multisim仿真软件。

器材：正弦波信号源（f=200KHz 幅度：1v）,电容两个，电阻四个，集成运放3554AM一个。

三：实验电路对于信号的频率具有选择性的电路称为滤波电路，它的功能是使特定频率范围内的信号通过，而阻止其他频率信号通过。

理论计算 根据实际选择的元件参数重新计算滤波电路的特征参量。

式(2)中，令s=jω，得到二阶低通滤波电路的频率特性为Ao=1+6RfR =1+1=2 通带截止频率fo 与3 dB 截止频率fc 计算如下所以，fc=1.272fo=126.53KHz四 Multisim 分析4．1 瞬态分析从图可以看出，输出信号的频率与输入信号一致，输出信号与输入信号同频不同相，说明二阶低通滤波电路不会改变信号的频率。

电压放大倍数Auf=2。

4.2交流分析从图中可以看出， 3 dB截止频率约为127 kHz。

与理论计算值值基本符合。

4.3参数扫描分析从图可以看出，曲线从下至上对应的电阻RF由100 Ω至1000 Ω幅频特性纵截止频率约为125 kHz。

并且，RF越大，Auf越大，Q越大，幅频特性曲线越尖锐。

在同样的设计截止频率下，Q值的不同对实际截止频率有较大的影响。

4.4傅理叶分析由图可知，输出电压的谐波失真率很小，为 4.61229%，符合实验设计要求。

4.5传递函数分析由图可知，输入电阻Ri=239.44900G，输出电阻Ro=400.3851放大倍数Au=1.99971，符合设计要求.压控电压源二阶低通滤波电路的设计与仿真分析学院：电子信息工程学院年级：2008级专业：自动化学号：00824032姓名：魏文龙完成日期：2012年5月14日参考文献：1黄智伟，《基于Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》，电子工业出版社，2008年1月2童诗白华成英《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，2006年1月3。

课程设计说明书课程设计名称：低频电子课程设计课程设计题目：二阶有源低通滤波器的设计学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程学院班级：090111 学号：09041132 姓名：评分：教师：201 1 年 3 月 4 日摘要滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。

滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。

从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。

高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。

采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。

压控电压源型二阶低通滤波电路和无限增益二阶低通滤波器是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。

分别用分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路，并利用Multisim10仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致参量等进行了仿真分析，仿真结果要与理论设计一致，为设计成功提供依据。

关键词二阶有源低通滤波器；压控；无限增益；仿真分析；《模拟电路》课程设计任务书20 10 －20 11 学年第2 学期第1 周－2 周题目二阶带通滤波器的设计内容及要求1、分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；2、中心频率f O=2KHz；2、增益A V＝2；4、品质因数Q＝0.707进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 1天；2. 领元器件、制作、焊接：1天3．调试： 1天4. 验收：0.5天学生姓名：张超指导时间2011年2月21日～2011年3月4日指导地点：E 楼607 室任务完成2011 年3 月 4 日任务下达20 11 年 2 月21日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师李翔文万在红系（部）主任陈琼目录第一章设计任务与要求 (5)第二章方案设计与选择 (6)2.1方案一：一阶有源低通滤波器电路 (6)2.2方案二：压控电压源二阶低通滤波电路 (6)2.3方案三：三阶压控电压源低通滤波器 (7)2.4方案四：无限增益多路反馈低通滤波电路 (8)第三章单元电路设计与参数计算.. 103.1 功能电路部分电路设计以及参数计算: (10)3.11压控电压源二阶低通滤波电路 (10)3.12无限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (11)第四章安装与调试 (12)4.1 安装 (12)4.2 调试步骤 (12)4.21压控电压源二阶低通滤波电路 (12)4.22无限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (13)第五章性能测试与分析 (16)5.1．二阶低通滤波电路的测试及分析： (16)5.11仿真测试的数据 (16)5.3．误差分析： (17)第六章结论与心得 (18)参考文献 (19)附录一芯片管脚 (20)附录二原件清单 (21)附录三总原理电路图 (22)1压控电压源二阶低通滤波电路 (22)2限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (22)附录四作品实物图 (23)第一章设计任务与要求1分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；2中心频率f O=2Hz；3增益A V＝ 24品质因数Q＝0.707第二章方案设计与选择由设计任务与要求可知，本实验设计功能电路部分要求分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计，所以在焊接电路板时，要将两种设计方法的电路板都焊接出来，且其参数设计要符合：截至f=2000Hz，增益Av= 2和品质因c数Q三个条件。

目录一题目规定与方案论证........................................................ 错误!未定义书签。

1.1（设计题题目）二阶有源低通滤波器............................................. 错误!未定义书签。

1.1.1题目规定.................................................................................. 错误!未定义书签。

1.1.2 方案论证................................................................................. 错误!未定义书签。

1.2（实训题题目）波形发生器与计数器............................................. 错误!未定义书签。

1.2.1题目规定.................................................................................. 错误!未定义书签。

1.2.2方案论证.................................................................................. 错误!未定义书签。

二电子线路设计与实现........................................................ 错误!未定义书签。

2.1二阶有源低通滤波器........................................................................ 错误!未定义书签。

2.2十位二进制加法计数器电路设计.................................................... 错误!未定义书签。

低通有源滤波电路由集成运放与RC低通电路一起组成，可以提高通带电压放大倍数和带负载能力。

低通滤波器（LPF）最简单的低通滤波器由电阻和电容元件构成，实际上这是一个最简单的RC低通电路，一般称为无源低通滤波器。

该低通电路的电压放大倍数为：•当频率高于截止频率时，随着频率的升高，电压放大倍数将降低，因此电路具有“低通”的特性。

•这种无源RC低通滤波器的主要缺点是电压放大倍数低，由Au 的表达式可知，通带电压放大倍数只有l。

•同时带负载能力差，若在输出端并联一个负载电阻，除了使电压放大倍数降低以外，还将影响通带截止频率fo的值。

有源低通滤波频率计算
有源低通滤波器是一种常用的电路，其主要作用是将输入信号中高频成分滤除，从而得到去噪后的输出信号。

为了使滤波器能够有效地滤除高频成分，需要对其频率进行合理的设置。

本文将介绍有源低通滤波器的频率计算方法。

首先，我们需要了解有源低通滤波器的基本结构。

有源低通滤波器通常由一个放大器和一个电容组成。

电容用来过滤高频信号，而放大器负责放大信号。

在有源低通滤波器中，电容的值决定了滤波器的截止频率。

有源低通滤波器的截止频率可以通过下式计算得到：
f_c = frac{1}{2pi RC}
其中，f_c为滤波器的截止频率，R为放大器的输入电阻，C为电容的电容值。

值得注意的是，在有源低通滤波器中，放大器的输入电阻通常非常大，可以近似为无穷大。

因此，在实际计算中，我们可以将放大器的输入电阻看作无穷大，从而简化计算。

举个例子，假设有一个有源低通滤波器，其中电容的电容值为1微法，放大器的输入电阻为10兆欧姆。

那么，该滤波器的截止频率可以通过以下计算得到：
f_c = frac{1}{2pi times 10times 10^6 times 1times 10^{-6}} = 15.9 Hz
因此，该滤波器的截止频率为15.9 Hz，即该滤波器可以滤除15.9
Hz以上的高频成分。

总之，有源低通滤波器的截止频率可以通过电容的电容值和放大器的输入电阻来计算得到。

在实际应用中，需要根据信号特点和应用要求来合理设置滤波器的截止频率。