低通滤波器设计实验报告

低通滤波器设计一、设计目的1、学习对二阶有源RC滤波器电路的设计与分析；2、练习使用软件ORCAD（PISPICE）绘制滤波电路；3、掌握在ORCAD（PISPICE）中仿真观察滤波电路的幅频特性与相频特性曲线。二、设计指标1、设计低通滤波器截止频率为W=2*10^5rad/s;2、品质因数Q=1/2;三、设计步骤1、考虑到原件分散性对整个电路灵敏度的影响，我们选择R1=R2=R,C1=C2=C，来减少原件分散性带来的问题；2、考虑到电容种类比较少，我们先选择电容的值，选择电容C=1nF;3、由给定的Wp值,求出R12121CCRRWp=RC1=2*10^5解得：R=5Kῼ4、根据给定的Q，求解KQ=2121CCRR/K)RC-(1+r2)C1+(R1=K31解得：K=3-Q1=1.2865、根据求出K值，确定Ra与Rb的值K=1+RbRa=2Ra=Rb这里取Ra=Rb=10Kῼ;四、电路仿真1、电路仿真图：2、低通滤波器幅频特性曲线3、低通滤波器相频特性曲线注：改变电容的值：当C1=C2=C=10nF时低通滤波器幅频特性曲线低通滤波器相频特性曲线五、参数分析1、从幅频特性图看出：该低通滤波器的截止频率大约33KHz,而我们指标要求设计截止频率f=Wp/2¶=31.847KHz存在明显误差；2、从幅频特性曲线看出，在截至频率附近出现凸起情况,这是二阶滤波器所特有的特性；3、从相频特性曲线看出，该低通滤波器的相频特性相比比较好。4、改变电容电阻的值，发现幅频特性曲线稍有不同，因此，我们在设计高精度低误差的滤波器时一定要注意原件参数的选择。六、设计心得:通过对给定参数指标的地滤波器的仿真设计，一方面学会了在PISPICE下绘制电路以及对电路的仿真，由于其他各种滤波器都是由低通滤波器变换而来，所以选择最基础的低通滤波器来设计。在这里，滤波器的设计是按照BUTTERWORTH来设计，通过此次设计，可以对BUTTERWORTH型滤波器的设计步骤以及最终电路的归一化有了一定的掌握。