二.二阶RC有源滤波器的设计 MultiSim仿真

1、kHz 二阶有源高通滤波器；2.采用 Multisim 仿真电路，验证和完善设计方案；3. 写出设计报告；指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日 3二阶有源高通滤波器的设计1 设计目的（1）熟悉二阶有源滤波电路幅频特性和相频特性。
（2）掌握二阶有源滤波电路的快速设计方法。
（3）掌握二阶有源滤波电路的调试及其幅频特性和相频特性的测试方法。
2 设计思路设计一个下限截止频率为 20kHz 的二阶有源高通电路：选择合适的运算放大器以及合适的电容电阻，并使之构成完整的电路图。
3 设计过程二阶有源高通滤波器由直流稳压电源电路，二阶高通滤波器电路组成，总设计图如图 1 所示：图 1 总体框图3.1 方案论证根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路，频率高于 20KHz 的信号可三、成绩：验收盖章 年 月 日信号源二阶高通滤波器输 出4以通过，而信号低于 20KHz 的信号衰减。
由输出量与输入量之比为传递函数即 22)(cVFsQSAs式中 RCc1VFA3电路中既引用了正反馈，又引入了负反馈。
当信号频率趋于。

2、 100mA，精度高，满足设计要求。
三、电路设计压控电压源型二阶有源低通滤波器典型电路如图 1 所示：图 1为便选取 R1 =R2=R，C1=C2=C，则通带截止频率为 f0=fn= ，可首12RC先选定电容 C=1nF，计算得 R=159k ，选 R=16 k 。
等效品质因数 Q= =0.707，故 Au=1.59，即 1+ =1.59， 则13uA43R4=0.59R3 。
为使集成运放两个输入端对地的电阻平衡，应使 R3/R4=2R=3.2k，则 R3=17.2 k ，R4=10.2 k ，选 R3=18 k ，R4=10 k 。
四、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。
压控电压源型二阶有源低通滤波器的传递函数为 002()1innUsAGsQ令 s= ，得到二阶低通滤波电路的频率特性为j0020()() 11()iUAGffjjQ其中， f0= =100kHz。
2RC通带电压放大倍数为A0=Au=1+ =1+ =1.564318通带截止频率 f0 与 3 dB 截止频率 fc 计算如下f0=fn= = =99.5Hz2RC。

3、（1）利用虚断特性，可知为在上的分压，可列出方程（2）=RAUO/(RA+RB)（2）同时，利用虚短特性来看，又可知为B 在2 上的分压，可列出方程（3）B=UA（R2+1/SC2）/（1/SC2）（3）将方程 1，2，3 联合成方程组，可以得出传输函数：H(S)=UO(S)/Ui(S)=1/（. .）省略号为一个很麻烦的 s 的一元二次方程组将上式中的 s 用 jw 代替。
可得到H(jw)=UO(jw)/Ui(jw)=1/（. .）此时计算|H(jw)|比较繁琐，可以利用计算出|H(jw)|，并可以画出其幅频特性曲线，可以看出其幅频特性曲线是比一阶低通滤波器的幅频特性曲线更陡的曲线，即其低通滤波特性更好。

4、32.1.1 方案框图32.1.2 子框图的作用32.1.3 方案选择4第三章 设计原理与电路63.1 单元电路的设计63.1.1 原理图设计63.1.2 滤波器的传输函数与性能参数83.2 元件参数的计算103.2.1 二阶低通滤波器103.2.2 二阶高通滤波器103.2.3 二阶带通滤波器103.2.4 二阶带阻滤波器113.2 元器件选择113.3 工作原理12第四章 。

5、种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用 multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。
经过仿真和调试，本次设计的二阶 RC 有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。
1965 年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70 年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978 年单片 RC 有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。
由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了 RC 有源滤波器的频率范围，一般工作频率为 20kHz 左右，经过补偿后，工作频率也限制在 100kHz 以内。
1974 年产生了更高频的 RC 有源滤波器，使工作频率可达 GB/4（GB 为运放增益与带宽之积） 。
由于 R的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源 C 滤波器：就是滤波器由 C 和运放组成。
这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，。