摘 要

滤波器是一种用来做频率选择的电子电路，它能够使有用频率的信号通过，而同时阻止或抑制无用频率的信号的通过。日常生活中广泛在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。20世纪60年代以来，集成运算放大器得到了迅速的发展，由它和R、C组成了有源滤波器，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。有源滤波器由无源元件与有源器件——双极型三极管、单极型三极管、集成运算放大器构成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。本文介绍了有源滤波器的基本原理和几种常用的有源滤波器电路：有源二阶压控型（VCVS）带通滤波电路，有源二阶无限增益多路反馈（MFB）带通滤波电路和有源二阶双二次型带通滤波电路，并对它们的优缺点进行了分析，最后通过采用级联二阶滤波电路实现了有源高阶滤波电路的设计，并通过Multisim进行了电路的仿真，经过仿真结果的分析，验证出了此次设计的电路达到了设计的目标要求。

关键词 有源滤波器；高阶滤波电路；频率特性；Multisim 

Abstract

Filter used for a frequency selective electronic circuits, which enable the signal frequency of interest through, while preventing or suppressing undesired frequencies by the signals. Everyday extensive technical field of electronic engineering, communications engineering, automatic control, remote control, measuring instruments, meters, and so the computer. Since the 1960s, integrated operational amplifier has been developed rapidly, and by its R, C form the active filter, and its function is to allow signals within a certain frequency range, inhibiting or sharp attenuation outside the frequency range of the signal . The active filter consists of passive components and active devices - bipolar transistors, unspooled transistors, and integrated operational amplifier, having no inductance, small size, and light weight advantages. This paper introduces the basic principle and several common active filter circuit active filter: second order voltage-controlled active type (VCVS) band pass filter circuit, an active second order infinite gain multiple feedback (MFB) band-pass active filter circuit and double quadratic second order band-pass filter circuit, and their advantages and disadvantages are analyzed. Finally, by using cascaded second order voltage controlled band-pass filter circuit to achieve a higher order active filter circuit design and by Multisim circuit simulation, through analysis and simulation results validate the design of the circuit to achieve the objectives and requirements of the design.

Keywords：active filter; high-order filter circuit; a frequency characteristic; Multisim

目 录

第一章 绪论 1

1.1选题的目的与意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3滤波器的基本概念 2

1.4有源滤波器及其优缺点 2

1.5本论文的结构安排 4

第二章 有源滤波器的设计 5

2.1 设计内容及目标 5

2.2 滤波器的分类 5

2.3 电路设计方案 7

2.3.1 滤波器的类型 9

2.3.2 级数的选择 12

2.3.3 响应函数 12

2.3.4 运放的选择 13

2.3.5 元件参数的计算 14

2.4 本章小结 14

第三章 有源滤波器设计及仿真 15

3.1 Multisim简介 15

3.2 有源低通滤波器 15

3.2.1元件参数的计算 15

3.2.2仿真结果及分析 16

3.3 有源带通滤波器 18

3.3.1元件参数的计算 18

3.3.2仿真结果及分析 20

3.4 有源高通滤波器 26

3.4.1元件参数的计算 26

3.4.2仿真结果及分析 27

3.5 本章小结 29

第四章 实际电路搭建与调试 30

4.1实物电路图 30

4.2调试结果图 30

4.3误差分析 34

4.4本章小结 34

第五章 总结 35

致谢 36

参考文献 37

第一章 绪论

1.1选题的目的与意义

随着现代信息技术的快速发展，滤波器在电子通讯设备，自动化控制领域和仪器计算测量技术等方面得到了非常普遍的应用。在数字信号的分析处理系统中，低通滤波器可以用来滤除其它频率信号的混叠干扰；高通滤波器一般可用于实际检测分析系统中低频干扰信号的滤除或者交流信号之间的耦合；带通滤波器在许多音响装置的频谱分析器中都有应用，可以选出各个不同频段的信号；带阻滤波器一般用于陷波器中用来滤除特定频率的干扰信号；全通滤波器一般用于相位的校正，可应用作相位均衡器。从近几年来的研究和应用可以看出，滤波器的发展方向主要是将有源滤波器和无源滤波器结合起来，两者取长补短，以研究出一种新型的混合型滤波系统来减少成本，实现高效率、高产能的应用。

所以根据所学的模电、数电的专业知识，实现有源滤波器的实际设计和测试，可以让我们更好的理解有源滤波器的工作原理和设计思路，更能提高我们设计实际应用电路的能力和对问题的分析理解能力。