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1、摘要滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置。在工程上，常用它来进行信号处理，数据传送或抑制干扰等。以往滤波器主要采用无源元件R、L、和C组成，目前一般用集成运放、R、C组成，常称为有源滤波器。由RC元件与运算放大器组成的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，具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实
2、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。在一个实际的电子系统中，有时输入信号往往受干扰等原因而含有一些不必要的成分，应当把它衰减到足够小的程度。而在另一些场合，有时我们需要的信号和别的信号混在一起，应当 设法把我们需要的信号挑出来。要解决这些问题都需要采用有源滤波器。关键词：滤波器 RC 频率 信号AbstractFilter is a frequency signals can be useful
3、 while inhibiting (or attenuation) unwanted frequency signals of electronic circuits or devices. In engineering, used it for signal processing, data transfer or suppress interference. The past, the main use of filters and passive components R, L, and C, and currently the general use of integrated op
4、erational amplifier, R, C composition, often referred to as active filters.By the RC components and the composition of op-amp RC active filter, its function is to allow a certain frequency range signals, inhibit or sharp attenuation outside the scope of this frequency signal. Can be used in informat
5、ion processing, data transmission, interference suppression and so on, but due to limited bandwidth operational amplifier, such filter is mainly used for low-frequency range. Based on the choice of different frequency range can be divided into low-pass (LPF), high pass (HPF), band-pass (BPF) and ban
6、d-stop (BEF) and other four kinds of filters.Amplitude-frequency characteristics with ideal filter is very difficult to achieve, can only use the actual rate to approximate the ideal frequency characteristics. In general, the amplitude frequency characteristics of the filter the better, the worse th
7、e phase frequency characteristics, and vice versa. Higher order filters, amplitude-frequency characteristics decay rate was faster, but the RC network, the more sessions, the more complicated calculation of device parameters, circuit debugging more difficult. Any order filters are available with a l
8、ower second-order RC filter cascade realization. In a practical electronic system, sometimes the input signal is often subject to interference and other factors which contain unnecessary ingredients, that it should be small enough degree of attenuation. While in other occasions, and sometimes we nee
9、d mixed-signal and other signals should be managed to pick out the signal that we need. To solve these problems need to use active filters. keyword： Filter RC Frequency Signal目录RC有源滤波器的设计1第一章1一 设计目的1二 设计原理和指标1三 设计要求1第二章1一 参数确定1（一） 二阶低通滤波器参数的确定1（二） 二阶高通滤波器参数的确定3二 电路图的设计4（一） 二阶低通滤波器电路图5（二） 二阶高通滤波器电路图5
10、第三章6一 电路的安装6二 调试与测试7（一） 调试前的检查7（二） 调试方法与原则7（三） 调试中注意的事项8（四） 电路测试:8参考文献8 RC有源滤波器的设计第一章一 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 设计原理和指标有源滤波电路是指滤波电路中除了使用R、C等元件外，还应用了集成运放等有源滤波电路。滤波电路的作用是选出有用频率的信号，使一定频率范围的信号能顺利通过，衰减很小，而在此频率范围之外的信号衰减很大。通常称可以通过的频率范围为通
11、带，不能通过的频率为阻待。通带和阻带的 界限频率称为截止频率。(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。三 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）
12、测量技术指标参数。第二章一 参数确定（一） 二阶低通滤波器参数的确定常用的有源二阶低通滤波器电路有两种形 式，一种是无限增益多路负反馈有源二阶低通 +15V滤波器电路，另一种是压控电压源（VCVS） 2 7 有源二阶低通滤波器电路。本文主要介绍压控 ui R1 R2 A741 6 uo电压源（VCVS）有源二阶低通滤波器。具体 3 4电路如图4所示，信号从运放的同相端输入， C1 C2 -15V故滤波器的输入阻抗很大，输出阻抗很小，运放A和R1 、Rf 组成电压控制的电压源，因此称为压控电压源LPF。优点是电路性能较稳定，图4 压控电压源有源二阶低通滤波器增益容易调节。这种滤波器的传递函数为：
13、 （6）在上式分母中，由于s为二次幂，故称为二阶LPF。其中，截止频率为： （7）即： （8） 通带增益为： （9） （10）Q称为滤波器的品质因数，由以上四式可知，当按比例调节R1、R2或C1、C2时，可以改变的值，但对Q和Auo的值没有影响，为了使幅频特性不出现凸峰，Q通常取0.7。 图4电路的复数频率特性为： （11）对数幅频特性为： (12)当Q =时，根据上式作出的幅频特性曲线 如图5所示。 0 1 10由(11)式可知，当f = fc时，模= Q Auo， -3 当Q =时，= 0.707 Auo，此时通带 - 40dB/十倍频幅频特性最平坦，且电路工作时较稳定，当f fc时，幅频特性以 -40dB/十倍频的速率衰减，比一阶低通滤波器的特性好的多； 若Q ， 则 -400.707 Auo，此时通带幅频特性将出现凸峰。 图5 有源二阶低通滤波器的幅频特性 根据 f0=0.37fp有 R1=Rf Rc=0.00003取 R1=1K C=0.1UF所以RF=1K,R=0.3K.
