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1、摘 要滤波器广泛应用于电信设备和各类控制系统中，对无用信号尽可能大的衰减，让有用信号尽可能无衰减的通过，从而纠正信号的波形畸变。其设计优劣直接决定产品的优劣，所以，滤波器的研究和生产历来为各国所重视。可以说，一个国家的滤波器技术代表着一个国家的电子设备制造水平。本文通过对滤波器原理和其组成部分的研究，设计了一个压控型有源二阶和四阶高通模拟滤波器，完成了原理图设计，实现了滤波器的设计功能。首先应用Multisim 对设计出的原理图进行仿真，分析了滤波器的幅频和相频特性，验证了有源滤波器的特性。其次通过对滤波器的传输函数进行复频域分析，运用 Matlab软件编程，仿真测试了幅频和相频特性，进一步验
2、证了设计的正确性。最后利用软件编程，分析了 Q 值改变时对滤波器特性的影响，并且测试滤波系统的稳定性能，从而实现电路的优化设计。关键词：关键词：有源模拟高通滤波器，Multisim，Matlab，幅相频特性，Q 值改变AbstractThe filters are widely used in telecommunications equipment and various types of control system, it can attenuate the unwanted signals as large as possible so that the useful signal w
3、ithout attenuation through as far as possible, thereby correcting the signal waveform distortion. Its design will directly determine the pros and cons of the product, so the research and production of the filter has always been attached much important for every country. It can be said that a country
4、s filter technology represents a countrys electronic equipment manufacturing level.Based on the filter theory and its component of the study, this paper designed an active second-order and forth-order high-pass analog filter. First, according to the use of Multisim，the dissertation simulated the cir
5、cuit schematic diagram , and then analysised the design of the schematic diagram of frequency and phase frequency characteristic analysis, thus validate the characteristics of the active filter. Followed by the filter transfer functionanalysis of the complex frequency domain, the paper apply Matlab
6、software programming to simulate and test the amplitude frequency and phase frequency characteristics, to further verify the design correctness. Finally，this paper simulated and tested Q value change on the filter properties, and test of filtering system performance and stability through MATLAB soft
7、ware programming to, thereby realizing the optimization design of circuit.Key words: active analog high-pass filter, Multisim, Matlab, amplitude and phase frequency characteristics, Q value change目录摘要 .I Abstract .II 1. 绪论 .1 1.1.选题依据及意义.1 1.2.高通滤波器的发展概况.1 1.3.设计思想.2 2. 滤波器简介 .3 2.1.滤波器的基本原理.3 2.2.滤
8、波器的有关参数.3 2.3.有源滤波和无源滤波.4 2.3.1.简介 .4 2.3.2.优缺点 .5 3. 电路设计 .6 3.1.有源高通滤波器的原理图.6 3.2.各部分电路设计.6 3.2.1.滤波电路设计 .6 3.2.2.集成运放加反馈电路设计 .8 3.3.设计方案.10 3.3.1.设计阶数 .10 3.3.2.二阶高通滤波器 .10 3.3.3.四阶高通滤波器 .12 3.3.4.方案论证 .13 4. 电路仿真与测试 .14 4.1.参数确定.14 4.1.1.确定原则 .14 4.1.2.计算参数 .15 4.2.实际计算.15 4.3.Multisim 仿真分析 .15
9、4.3.1.性能仿真 .16 4.3.2.性能分析 .17 4.4.Matlab 编程仿真测试 .21 4.4.1.不同 Q 值时的特性分析 .21 4.4.2.不同 Q 值时的仿真分析 .23 4.4.3.滤波器系统稳定性分析 .27 结 论 .29 参考文献 .30 致 谢 .311. 绪论1.1.选题依据及意义滤波器是减少或消除谐波对电力系统影响的电气部件，广泛应用于电力系统、通信发射机与接收机等电子设备中，它能减弱或消除谐波的危害，对无用信号尽可能大的衰减，让有用信号尽可能无衰减的通过，从而纠正信号波形畸变。所以，无论信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术。在近代电信设
10、备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛，尤其是有源高通滤波器。它在通讯、声纳、测控、仪器仪表等领域中有着广泛的应用，有源高通滤波器的优劣直接决定产品的优劣。所以，对有源高通滤波器的研究和生产历来为各国重视。可以说，一个国家的滤波器技术代表着一个国家的电子设备制造水平。研究滤波器，具有重大意义。1.2.高通滤波器的发展概况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。70 年代以后 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，特别是有源高通滤波器，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。在滤波器中用来通过高频信号、衰减
