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文檔簡介

1、.簡單二階有源低通濾波器電路及幅頻特性 為了使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降，以改善濾波效果，再加一節RC低通濾波環節，稱為二階有源濾波電路。它比一階低通濾波器的濾波效果更好。二階LPF的電路圖如圖6所示，幅頻特性曲線如圖7所示。圖6 二階低通電路(LPF)圖7 二階低通電路幅頻特性曲線（1）通帶增益 當f = 0時，各電容器可視為開路，通帶內的增益為（2）二階低通有源濾波器傳遞函數根據圖8-2.06可以寫出 通常有 ，聯立求解以上三式，可得濾波器的傳遞函數(3)通帶截止頻率 將s換成j，令02f0=1/(RC)可得 當f=fp 時，上式分母的模解得截止頻率： 與理想的二階波特圖相比，在超過

2、f0以后，幅頻特性以-40 dB/dec的速率下降，比一階的下降快。但在通帶截止頻率fpf0之間幅頻特性下降的還不夠快。摘要 設計一種壓控電壓源型二階有源低通濾波電路，并利用Multisim10仿真軟件對電路的頻率特性、特征參量等進行了仿真分析，仿真結果與理論設計一致，為有源濾波器的電路設計提供了EDA手段和依據。關鍵詞 二階有源低通濾波器；電路設計自動化；仿真分析；Multisim10濾波器是一種使用信號通過而同時抑制無用頻率信號的電子裝置，在信息處理、數據傳送和抑制干擾等自動控制、通信及其它電子系統中應用廣泛。濾波一般 可分為有源濾波和無源濾波，有源濾波可以使幅頻特性比較陡峭，而無源濾波設

3、計簡單易行，但幅頻特性不如有源濾波器，而且體積較大。從濾波器階數可分為一階 和高階，階數越高，幅頻特性越陡峭。高階濾波器通常可由一階和二階濾波器級聯而成。采用集成運放構成的RC有源濾波器具有輸入阻抗高，輸出阻抗低，可提供 一定增益，截止頻率可調等特點。壓控電壓源型二階低通濾波電路是有源濾波電路的重要一種，適合作為多級放大器的級聯。本文根據實際要求設計一種壓控電壓源 型二階有源低通濾波電路，采用EDA仿真軟件Multisim1O對壓控電壓源型二階有源低通濾波電路進行仿真分析、調試，從而實現電路的優化設計。1 設計分析11 二階有源濾波器的典型結構二階有源濾波器的典型結構如圖1所示。其中，Y1Y5

4、為導納，考慮到UP=UN，根據KCL可求得式(1)是二階壓控電壓源濾波器傳遞函數的一般表達式，式中，Auf=1+RfR6。只要適當選擇Yi，1i5，就可以構成低通、高通、帶通等有源濾波器。12 二階有源低通濾波器特性分析設Y1=1R1，Y2=sC1，Y3=O，Y4=1R2，Y5=sC2，將其代入式(1)中，得到壓控電壓源型二階有源低通濾波器的傳遞函數為式(2)為二階低通濾波器傳遞函數的典型表達式。其中，n為特征角頻率，Q稱為等效品質因數。2 二階有源低通濾波器的設計21 設計要求設計一個壓控電壓源型二階有源低通濾波電路，要求通帶截止頻率fo=100 kHz，等效品質因數Q=1，試確定電路中有關元件的參數值。22 選擇運放設計要求的截止頻率較高，因此要求運放的頻帶較寬，選用通頻帶較寬的運放，本例選

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