有源低通滤波器的设计与仿真分析

有源滤波

《现代电子技术》2007年第12期总第251期  集成电路

有源低通滤波器的设计与仿真分析

 

有源低通滤波器的设计与仿真分析

牛燕炜

(青海民族学院 青海西宁 810007)

摘 要:运算放大器和电阻、电容构成的有源滤波器具有显著的优点,在现代电子技术中得到广泛的应用。在对VCVS滤波电路的传递函数分析的基础上,设计了基于切比雪夫逼近的有源低通滤波器。根据滤波器性能参数及截止频率,选定电容标称值,查表得出相应电容值及电阻值。通过计算得到设计值以确定电路参数,用Multisim7软件对设计的低通滤波器进行了理论分析和验证,得出了具有一定参考价值的结论。

关键词:有源滤波器;传递函数;查表法;Multisim7

中图分类号:TN7l3.4;TN7l3.8   文献标识码:B   文章编号:10042373X(2007)122181203

DesignandSimulationAnalysisoftheActiveLowPassFilter

NIUYanwei

(QinghaiUniversityforNationalities,Xining)

Abstract:Theactivefilterwithresistance,capacitanceand(tothemoderne2lectronictechnologywithprominenteffects.Alowpassisdesignedonthebasisofa2nalysisoftransferfunctionofVCVScircuitisselectedaccordingtotheperformanceparameterofthefilteranditscapacitancevalueandresistancevalueareextractedthroughtableisobtainedtodefinecircuitparameter,andthispapercomestosometheanalysisandverificationofthedesignedlowpassfilterwithMultisim7software.

Keywords:activefilter;transferfunction;tablelookup;Multisim7

  滤波器是信号处理的重要单元,在现代电子技术中得到了广泛的应用。按处理信号的不同,滤波器可分为模拟滤波器和数字滤波器,模拟滤波器按构成元件的不同又可分为有源滤波器和无源滤波器。有源滤波器是指网络由电阻、电容及有源器件(三极管、运算放大器等,通常是运算放大器)构成。因为不用电感元件,所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和重量过大等缺点。有源滤波器有许多独特的优点,如设计标准化、模块化、易于制造等。由于运算放大器的增益和输入电阻高、输出电阻低,所以能提供一定的信号增益和缓冲作用。并可用简单的级联得到高阶滤波器,且调谐也很方便。有源滤波电路的用途很广,主要用于小信号处理,可作为抑制干扰、噪声、衰减无用频率信号而突出有用频率信号达到提高噪声比或选频的目的。在实际应用中,综合考虑电路滤波特性和信号增益,一般选用有源滤波器,因此,研究其设计有很大的实际意义[1]。1 有源滤波器的设计要求

滤波器的设计任务是根据给定的技术指标选定电路

收稿日期:2006212201

形式和确定电路的元器件。有源滤波器设计步骤一般

如下:

(1)提出有源滤波器的技术指标和性能指标,他可包括在通带、阻带上的幅度要求,相位要求及其他需要的特性;

(2)寻找合适的传递函数;

(3)用实际电路实现传递函数,通常有多种电路可实现该传递函数;

(4)对所得各个电路进行各种性能分析,如容差分析、灵敏度分析;

(5)选出能满足所有要求的电路;(6)对选出的电路进行优化[2]。

滤波器的技术指标主要有通带和阻带及相应的带宽,通带指标有通带的边界频率(没有特殊说明时,一般为3dB截止频率)、通带传输系数。阻带指标通常提出对带外传输系数的衰减速度(即带沿的陡变)。在通带与阻带之间的频段叫过渡带,过渡带的宽度是一个非常重要的参数,他是从通带边缘到阻带开始的频率范围。过渡带越窄,滤波性能越好,但滤波器的复杂性越高。2 有源低通滤波器的传递函数

一个理想滤波器的幅度响应在要求的通带内应具有

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