低通滤波器设计

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低通滤波器设计

1.低通滤波器概述

  低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。而低通滤波器又可以分为无源低通滤波器和有源低通滤波器。无源低通滤波器仅由无源元件（电阻、电容、电感）组成，而有源则有无源元件和有源元件（双极型管、单极性管、集成运放）共同组成。在设计低通滤波器前，因先明白滤波器的性能参数截止频率、放大倍数、Q和BW。

1.1低通滤波器的主要技术指标

（1）通带增益Avp

    通带增益是指滤波器在通频带内的电压放大倍数，性能良好的LPF通带内的幅频特性曲线是平坦的，阻带内的电压放大倍数基本为零。

 （2）通带截止频率fp

其定义与放大电路的上限截止频率相同，通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄，说明滤波器的选择性越好。

1.2 简单一阶低通有源滤波器

一阶低通滤波器的电路，特点是电路简单，阻带衰减太慢，选择性较差。当f = 0时，电容器可视为开路，一阶低通滤波器的传递函数与一阶RC低通环节的增益频率表达式差不多，只是缺少通带增益Avp这一项。

1.3简单二阶低通有源滤波器

为了使输出电压在高频段以更快的速率下降，以改善滤波效果，再加一节RC低通滤波环节，称为二阶有源滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好。

2.低通滤波器设计

2.1低通滤波器基本电路图1

图1

此电路为一个二阶低通滤波器，一个二阶低通滤波器包含两个RC支路

2.2低通滤波器参数设计

设计一个截止频率，增益的低通滤波器，

图2  截止频率，电容C及参数K的对应关系

K=

选择截止频率，选择电容C的容量为0.01，根据图2，则参数K为5，

根据表1，，取12.8k    ，取25.6k

，取16.5k    C1=0.15C=1.5nF

3.低通滤波器仿真电路图

图3 低通滤波器仿真电路图

图4 仿真幅频特性结果图

利用当，有，

所以从仿真结果可以看出，，基本满足设计的要求。

设计总结与心得

参考文献