同时，它在国家事业中发挥着重大作用。 只有科学技术才能使国家真正强大。 作为一名大学生，不仅要努力学习理论知识，更要理论联系实际，学以致用。 低通滤波器应用广泛。 这种滤波器只允许指定的低频通过，电路性能稳定，增益易于调节。 该功能不仅可用于传递有用信号，还可用于抑制不需要的信号。 低通滤波器在工程中经常用于信号处理、数据传输和干扰抑制。 例如：无线电发射机使用低通滤波器来阻止可能对其他通信造成干扰的谐波发射； 固体屏障也是声波的过滤器。 当在房间里播放音乐时，很容易听到低音，但高音被滤掉。 。 虽然我国现有滤波器的类型和覆盖的频率基本满足现有各种电信设备的需要。 但总体来看，我国有源滤波器的发展速度慢于无源滤波器，尚未实现批量生产和应用。 我国电子产品要想实现大规模集成化，滤波器集成化仍然是个问题。 第一章课程设计任务及要求 1.1 设计任务 1．学习RC有源滤波器的设计方法； 2． 2、根据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。 1.2 设计要求 采用压控电压源和无限增益倍反馈两种方法来设计电路。 截止频率fc=2000HZ 增益Av=2 第二章系统组成及工作原理 2.1 有源二阶压控滤波器的基本电路如图1所示，图2.1是有源二阶压控滤波器低通滤波器基本电路。 它由两个RC滤波电路和一个同相比例放大电路组成。 在集成运算放大器的输出和集成运算放大器的非反相输入之间引入负反馈。 在不同频段，反馈的极性不同。 当信号频率f>>f0（f0为截止频率）时，各级RC电路的相移趋于-90o，两级RC电路的相移达到-180o。 输出电压与输入电压的相位相反，因此此时通过电容c引至集成运放同相端的反馈为负反馈。 反馈信号会削弱输入信号，降低电压放大倍数，因此反馈会使两个一阶有源低通滤波器的幅频特性高频端迅速衰减，只允许低- 频率结束信号通过。
其特点是输入阻抗高、输出阻抗低。 传递函数为： (2-1) 令 8 称为通带增益 ——————– (2-2) 称为等效品质因数 — —————–(2-3)称为特征角频率——————–(2- 4）然后 ———————————————————- —(2-5)滤波电路能稳定工作。 2.2 无限增益多路反馈有源滤波器——————————–(2-6)———————— – ———————————(2-7) 其中： ，为品质因数。 第三章电路设计、参数计算及器件选型 3.1 二阶压控低通滤波器设计及参数计算 (3-1) 因此，根据上述推导公式，可得： 在设计电路时，我们应该制作，取，然后从中心频率计算出来。公共测试时，可以取C1=C2=0.1uF，可以得到电阻R1=800Ω，R2=800Ω。 在本课程设置的电路中，使用2k电位器将其调整为800Ω。 仿真电路图如下： 图 3.1.1 压控电压源二阶低通滤波 3.2 无限增益多路反馈有源滤波器设计及参数计算 通带内电压放大： (3-2) 滤波器截止角频率： (3-3) 根据上述推导公式可得： 设计电路时应取C1=C2。 根据市场上现有的器件，可取C1=C3=0.1uF，则中心频率计算公式为，电压增益公式和品质因数公式计算参数，基于以上三个公式，取f0=2KHz， Q = 0.707，令 R1 = R2 = 200Ω，= 400Ω。 实际上，电阻测量值与标称值有很大差异。 误差，本电路中的R1和R2用2K电位器调节，使其等于200Ω，基本可以满足设计要求。
仿真电路图如下所示。 3.2.1 无限增益多路反馈低通滤波器电路。 第4章电路组装与调试 4.1 压控电压源二阶低通滤波器电路。 图4.1.1 压控有源二阶低通滤波器基本电路。 输入信号频率小于截止频率2000hz，电路的增益为2，即其波形的峰峰值为2倍。 当 f=1KHZ、f=2KHZ、f=30kHZ 时，仿真图如下： 图 4.1.2 f=1KHZ 时仿真图 图 4.1.3 f=2KHZ 时仿真图 图 4.1.4 f=30KHZ 时仿真图4.2 无限增益 多路负反馈二阶低通滤波器的输入频率为 1000HZ、2000HZ、30000JHZ 交流电源时，输出信号波形图如下：输入2倍、1.4倍，然后结束。 趋于0。滤波器的滤波效果已经达到，截止频率为2000HZ。 当频率小于2000HZ时，输出波放大2倍。 图 4.2.1 f=1KHZ 时的仿真图 图 4.2.2 f=2KHZ 时的仿真图 图 4.2.3 f=30KHZ 时的仿真图 第 5 章 实验结论 5.1 实验数据记录与处理 表 5.1.1 压控电压源 2一阶低通滤波器的实验数据理论上表明，当输入电压为8v、f2KHZ时，输出减小并逐渐接近0。误差分析：f=1KHZ，误差n为-2.5%，f=2KHZ，误差n为7.14%，f>10KHZ已被完全滤除。
由于元件标称值与实际值存在误差，加上仪器本身的误差，会出现轻微偏差。 在允许的误差范围内，这次实验是成功的。 表5.1.2 无限增益多路负反馈二阶低通滤波器实验数据。 理论上，当输入电压为8v、f2KHZ时，输出减小并逐渐接近0。误差分析，当f=1KHZ时，误差n=(-14+16)/-16为-12.5%，当f=2KHZ时，当f>10KHZ完全滤波时，误差为n=(-10+11.2)/-11.2，即-10.7%。 由于元件标称值与实际值存在误差，再加上仪器本身的误差，焊接过程中烙铁的温度很高，使得整个电路板很烫，可能会影响焊接效果。示波器使用过程中由于导线接触，会影响各元件的性能，带来一定的误差。 不好的很容易造成干扰。 总的来说，在允许的误差范围内，这次实验是成功的。 参考文献[1]王刚元． 电气和电子实用指南。 江西. 江西科学技术出版社，2000[2]康华光。 电子技术基础仿真部分。 北京。 高等教育出版社，2005[3]佟时白，华成英。 模拟电子技术基础。 北京。 高等教育出版社，2008[4]彭洁华。 电子技术实验与课程设计。 北京。 高等教育出版社，2003年附录1芯片介绍：
