1、光电子线路设计报告二阶有源低通滤波器班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2011 年 9 月 20 日一、实验目的和要求实验目的：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)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。实验要求：1、设计二阶有源低通滤波器电路，计算电路元件参数，2、上限截止频率为 1KHz3、Av=2。二、电路原理及设计方案1、实验器件电阻：47、56、75、300、330、430、470、510（）1、15、3、4.7、5.1、7.5、10、11、15、20、33、43、47、51、
2、68、180、300、470 （K）电容：0.001、0.01、0.1、1、0.0022、0.022、0.22、0.015、0.033、0.33、0.047、0.47、4.7、10、22、33、47、100、220 （uF）5100、6800（pF）UA741集成运放2、实验原理滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中的无用频率，即抑制无用信号的电子装置。有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。但实际滤波器不能达到理想要求。为了寻找最佳的近似理想特性，本
3、文主要着眼于幅频响应，而不考虑相频响应。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 网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。对于 n 为偶数的高阶滤波器，可以由 n/2 节二阶滤波器级联而成；而 n 为奇数的高阶滤波器可以由(n-1)/2 节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成，因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。我选择的是 VCVS 低通滤波器。VCVS 电路具有输出阻抗低，原件差值范围小和放大能力比较高等优点。此外，这种电路好比较容易调整，比如其增益值可用电位
4、器微调 R3 和 R4 而精确地得到。这个电路以下列关系式实现二阶低通函数2= 11212=12(11+12)+ 121(1)=1+43量值 1，即为 VCVS 运放的增益，同时也是滤波器的增益。以上可推得：1= 22+2+4(1)224122= 112123=(1+2)14=(1+2)选取 ，因为截止频率 为 1KHz,所以 为 0.01F。要求 K=2，则2=10/ 2取 0.15F。1根据上面的式子，就可以得出，R1=22.5K，R2=7.5K，R3=R4=61K。3、电路设计图四、数据分析仿真分析：截止频率 fc=993HZ实验结果分析f/Hz Vpp/mV f/Hz Vpp/mV f
5、/Hz Vpp/mV f/Hz Vpp/mV30 404 50 500 60 520 100 516150 516 200 516 250 516 400 516450 508 500 500 550 492 600 484700 460 750 440 800 424 850 404900 384 930 372 950 364 970 452980 384 1000 344 1100 300 1150 2841200 264 1300 236 1350 220 1400 204选用 30HZ 作为零频，截至频率为 955HZ。五、实验总结利用公式法设计有源二阶低通滤波器，要求解多元高阶方程
6、组；若采用查表法求解电路参数，就简单得多。因此应尽量采用查表法求解电路参数，以减少电路运算复杂程度。虽然可能误差很大，但是能够带来很大的方便。初学设计时尽量能快速找到解决问题，培养解决问题的能力，积累设计经验。实验时与仿真时结果产生了较大的误差，可能是由实验室里的元器件问题和各种人为因素造成，毕竟实际操作能达到理想状态几乎是不可能的。通过此次的课设，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在论文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。这次课程设计的能够顺利地完成，感谢在课设期间每位帮助过我的同学，特别是我们班的同学，他们和我分享了很多以往的经验，让我少走很多弯路。还要感谢所有传授我知识的老师，是他们的悉心教导使我有了一定的专业课知识，这也是课设能够得以完成的基础。再次感谢传授给我知识以及给我帮助和鼓励的老师，同学和朋友，谢谢。
