RC有源带通滤波器

RC有源带通滤波器RC有源带通滤波器的设计 RC有源带通滤波器的设计滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。用LC网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和RC网络组成的有源滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点，因而RC有源滤波器普遍应用于光电弱信号...

RC有源带通滤波器的设计 RC有源带通滤波器的设计滤波器的功能是让一定频率范围内的信号通过，而将此频率范围之外的信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用信号不在同一频率范围之内，可使用滤波器有效的抑制干扰。用LC网络组成的无源滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和RC网络组成的有源滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。由于大多数反映生理信息的光电信号具有频率低、幅度小、易受干扰等特点，因而RC有源滤波器普遍应用于光电弱信号检测电路中。 1．技术指标总增益为1；通带频率范围为300Hz—3000Hz，通带内允许的最大波动为-1db—+1db；阻带边缘频率范围为225Hz和4000Hz、阻带内最小衰减为20db； 2．设计过程 1．采用低通-高通级联实现带通滤波器；将带通滤波器的技术指标分成低通滤波器和高通滤波器两个独立的技术指标，分别设计出低通滤波器和高通滤波器，再级联即得带通滤波器。古低通滤波器的技术指标为：高通滤波器的技术指标为： 2．选用切比雪夫逼近方式计算阶数 (1). 低通滤波器阶数N1 (2). 高通滤波器阶数N2 3．求滤波器的传递函数 1). 根据N1查表求出归一化低通滤波器传递函数HLP(s’)，去归一化得 2). 根据N2查表求出归一化高通滤波器传递函数HHP(s’)，去归一化得 4．选择电路结构并计算R、C元件值滤波器的总阶数由一阶电路与二阶电路级联来实现。例如N1=5，则可用一节一阶的低通滤波器和二节的二阶低通电路来级联组成5阶的低通滤波器。 1). 一阶电路选用VCVS电路结构一阶低通的元件参数计算：、一阶高通的元件参数计算：、 2). 二阶电路仍选用VCVS电路结构二阶低通的元件参数计算：；二阶高通的元件参数计算：三、电路实现和特性测试：有源器件选用通用集成运放741和1458就可以了，用相近的R、C标称值替代计算值。若计算值的某一滤波节的电阻或电容值难以实现，那么可将该节电路的所有电阻值除以某一常数，同时，所有的电容值乘以该常数，此滤波器的特性不变。计算出的N1若为偶数，则二阶低通滤波器的节数为NL=N1/2，否则为(N1-1)/2节二阶低通加一节一阶低通滤波器，同理可计算出高通滤波器的节数。将每一节滤波器调整正常后，级联在一起构成带通滤波器，测试幅频特性。实验参数的实际选定结果：五阶带通滤波器的构成：一阶的低通滤波器和两个二阶的低通滤波器构成五阶的低通滤波器级联上一阶的高通滤波器与两个二阶的高通滤波器构成的五阶的高通滤波器。它们的参数分别如下图所示：一阶低通滤波器：R=8KΩ，C=30pF 二阶低通滤波器：R=1.67KΩ,C1=3μF,C2=1pF 一阶高通滤波器：R=11KΩ，C=300pF 二阶高通滤波器：R1=556Ω,R2=222KΩ,C=300Pf 精度为5％的碳膜电阻，以欧姆为单位的标称值： 1.0 5.6 33 160 820 3.9K 20K 100K 510K 2.7M 1.1 6.2 36 180 910 4.3K 22K 110K 560K 3M 1.2 6.8 39 200 1K 4.7K 24K 120K 620K 3.3M 1.3 7.5 43 220 1.1K 5.1K 27K 130K 680K 3.6M 1.5 8.2 47 240 1.2K 5.6K 30K 150K 750K 3.9M 1.6 9.1 51 270 1.3K 6.2K 33K 160K 820K 4.3M 1.8 10 56 300 1.5K 6.6K 36K 180K 910K 4.7M 2.0 11 62 330 1.6K 7.5K 39K 200K 1M 5.1M 2.2 12 68 360 1.8K 8.2K 43K 220K 1.1M 5.6M 2.4 13 75 390 2K 9.1K 47K 240K 1.2M 6.2M 2.7 15 82 430 2.2K 10K 51K 270K 1.3M 6.8M 3.0 16 91 470 2.4K 11K 56K 300K 1.5M 7.5M 3.3 18 100 510 2.7K 12K 62K 330K 1.6M 8.2M 3.6 20 110 560 3K 13K 68K 360K 1.8M 9.1M 3.9 22 120 620 3.2K 15K 75K 390K 2M 10M 4.3 24 130 680 3.3K 16K 82K 430K 2.2M 15M 4.7 27 150 750 3.6K 18K 91K 470K 2.4M 22M 5.1 30  精度为1％的金属膜电阻，以欧姆为单位的标称值： 10 33 100 332 1K 3.32K 10.5K 34K 107K 357K 10.2 33.2 102 340 1.02K 3.4K 10.7K 34.8K 110K 360K 10.5 34 105 348 1.05K 3.48K 11K 35.7K 113K 365K 10.7 34.8 107 350 1.07K 3.57K 11.3K 36K 115K 374K 11 35.7 110 357 1.1K 3.6K 11.5K 36.5K 118K 383K 11.3 36 113 360 1.13K 3.65K 11.8K 37.4K 120K 390K 11.5 36.5 115 365 1.15K 3.74K 12K 38.3K 121K 392K 11.8 37.4 118 374 1.18K 3.83K 12.1K 39K 124K 402K 12 38.3 120 383 1.2K 3.9K 12.4K 39.2K 127K 412K 12.1 39 121 390 1.21K 3.92K 12.7K 40.2K 130K 422K 12.4 39.2 124 392 1.24K 4.02K 13K 41.2K 133K 430K 12.7 40.2 127 402 1.27K 4.12K 13.3K 42.2K 137K 432K 13 41.2 130 412 1.3K 4.22K 13.7K 43K 140K 442K 13.3 42.2 133 422 1.33K 4.32K 14K 43.2K 143K 453K 13.7 43 137 430 1.37K 4.42K 14.3K 44.2K 147K 464K 14 43.2 140 432 1.4K 4.53K 14.7K 45.3K 150K 470K 14.3 44.2 143 442 1.43K 4.64K 15K 46.4K 154K 475K 14.7 45.3 147 453 1.47K 4.7K 15.4K 47K 158K 487K 15 46.4 150 464 1.5K 4.75K 15.8K 47.5K 160K 499K 15.4 47 154 470 1.54K 4.87K 16K 48.7K 162K 511K 15.8 47.5 158 475 1.58K 4.99K 16.2K 49.9K 165K 523K 16 48.7 160 487 1.6K 5.1K 16.5K 51K 169K 536K 16.2 49.9 162 499 1.62K 5.11K 16.9K 51.1K 174K 549K 16.5 51 165 510 1.65K 5.23K 17.4K 52.3K 178K 560K 16.9 51.1 169 511 1.69K 5.36K 17.8K 53.6K 180K 562K 17.4 52.3 174 523 1.74K 5.49K 18K 54.9K 182K 576K 17.8 53.6 178 536 1.78K 5.6K 18.2K 56K 187K 590K 18 54.9 180 549 1.8K 5.62K 18.7K 56.2K 191K 604K 18.2 56 182 560 1.82K 5.76K 19.1K 57.6K 196K 619K 18.7 56.2 187 562 1.87K 5.9K 19.6K 59K 200K 620K 19.1 57.6 191 565 1.91K 6.04K 20K 60.4K 205K 634K 19.6 59 196 578 1.96K 6.19K 20.5K 61.9K 210K 649K 20 60.4 200 590 2K 6.2K 21K 62K 215K 665K 20.5 61.9 205 604 2.05K 6.34K 21.5K 63.4K 220K 680K 21 62 210 619 2.1K 6.49K 22K 64.9K 221K 681K 21.5 63.4 215 620 2.15K 6.65K 22.1K 66.5K 226K 698K 22 64.9 220 634 2.2K 6.8K 22.6K 68K 232K 715K 22.1 66.5 221 649 2.21K 6.81K 23.2K 68.1K 237K 732K 22.6 68 226 665 2.26K 6.98K 23.7K 69.8K 240K 750K 23.2 68.1 232 680 2.32K 7.15K 24K 71.5K 243K 768K 23.7 69.8 237 681 2.37 7.32K 24.3K 73.2K 249K 787K 24 71.5 240 698 2.4K 7.5K 24.9K 75K 255K 806K 24.3 73.2 243 715 2.43K 7.68K 25.5K 76.8K 261K 820K 24.7 75 249 732 2.49K 7.87K 26.1K 78.7K 267K 825K 24.9 75.5 255 750 2.55K 8.06K 26.7K 80.6K 270K 845K 25.5 76.8 261 768 2.61K 8.2K 27K 82K 274K 866K 26.1 78.7 267 787 2.67K 8.25K 27.4K 82.5K 280K 887K 26.7 80.6 270 806 2.7K 8.45K 28K 84.5K 287K 909K 27 82 274 820 2.74K 8.66K 28.7K 86.6K 294K 910K 27.4 82.5 280 825 2.8K 8.8K 29.4K 88.7K 300K 931K 28 84.5 287 845 2.87K 8.87K 30K 90.9K 301K 953K 28.7 86.6 294 866 2.94K 9.09K 30.1K 91K 309K 976K 29.4 88.7 300 887 3.0K 9.1K 30.9K 93.1K 316K 1.0M 30 90.9 301 909 3.01K 9.31K 31.6K 95.3K 324K 1.5M 30.1 91 309 910 3.09K 9.53K 32.4K 97.6K 330K 2.2M 30.9 93.1 316 931 3.16K 9.76K 33K 100K 332K 31.6 95.3 324 953 3.24K 10K 33.2K 102K 340K 32.4 97.6 330 976 3.3K 10.2K 33.6K 105K 348K

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