基于Pspice的有源低通濾波器設計

毛熙濤　彭森

摘 要：低通濾波器是一個通過低頻信號而衰減或抑制高頻信號的部件。理想濾波器電路的頻響在通帶內應具有一定幅值和線性相移，而在阻帶內其幅值應為零。有源濾波器是指由放大電路及RC網絡構成的濾波器電路，它實際上是一種具有特定頻率響應的放大器。濾波器的階數越高，幅頻特性衰減的速率越快，但RC網絡節數越多，元件參數計算越繁瑣，電路的調試越困難。根據指標，本次設計選用PSPICE軟件設計并仿真二階有源低通濾波器。

關鍵詞：低通濾波器；集成運放UA741；PSPICE

1. 引言

濾波器是一種能使有用頻率信號通過而同時抑制無用頻率信號的電子裝置，常用于信號處理、數據傳輸和干擾抑制等方面，有源低通濾波電路由集成運放和無源元件電阻和電容構成。它的功能是允許從零到某個截止頻率的信號無衰減地通過，而對其他頻率的信號有抑制作用。有源低通濾波電路可以用來濾除高頻干擾信號。但對于濾波器設計的綜合技術，由于其網絡元件參數的實際選擇和調試的困難，采用普通實驗設計方法不僅解決不了上述問題，還花費大量時間和設計成本，以至于設計出的產品價格昂貴，電路噪聲大等質量問題也不盡人意。因此，對有源低通濾波器的設計新方法探討，仍有積極的實際意義。隨著集成運放的廣泛應用，有源濾波器的應用更為廣泛，因此有源濾波器性能的分析和電路設計就成為一個核心問題。

2. 設計方案

濾波器是對輸入信號的頻率具有選擇性的一個二端口網絡，它允許某些頻率次（通常是某個頻率范圍）的信號通過，而其他頻率的信號幅值均要受到衰減或抑制。這些網絡可以由RLC元件或RC元件構成的無緣濾波器，也可以由RC元件和有源器件構成的有源濾波器。

根據幅頻特性所表示的通過或阻止信號頻率范圍的不同，濾波器可分為低通濾波器（LPF），高通濾波器（HPF），帶通濾波器（BPF），和帶阻濾波器（BEF）四種。從實現方法上可分為FIR，IIR濾波器。從設計方法上可分為切比雪夫濾波器，巴特沃思濾波器。從處理信號方面可分為經典濾波器和現代濾波器。

3. 有源低通濾波器電路圖

5. 結論

低通濾波器是容許低于截止頻率的信號通過， 而高于截止頻率的信號不能通過的一種元器件或者電子線路組合。低通濾波器在音箱的分配器中能夠應用，使得信號中的低音能被分離出來，送入單獨的放大器，使得低音音箱能夠工作，優秀的低通濾波器能帶來更好的音質享受。

參考文獻

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作者簡介

毛熙濤（1994-），邵陽學院電子科學與技術專業學生。

通訊作者

彭森（1983-），邵陽學院信息工程系教師。