基于Pspice的有源低通濾波器設(shè)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(nèi)應具有一定幅值和線性相移，而在阻帶內(nèi)其幅值應為零。有源濾波器是指由放大電路及RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)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(shù)越高，幅頻特性衰減的速率越快，但RC網(wǎng)絡(luò)節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計算越繁瑣，電路的調(diào)試越困難。根據(jù)指標，本次設(shè)計選用PSPICE軟件設(shè)計并仿真二階有源低通濾波器。

關(guān)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(shù)據(jù)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(gòu)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(shè)計的綜合技術(shù)，由于其網(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)的實際選擇和調(diào)試的困難，采用普通實驗設(shè)計方法不僅解決不了上述問題，還花費大量時間和設(shè)計成本，以至于設(shè)計出的產(chǎn)品價格昂貴，電路噪聲大等質(zhì)量問題也不盡人意。因此，對有源低通濾波器的設(shè)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(shè)計就成為一個核心問題。

2. 設(shè)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(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)絡(luò)可以由RLC元件或RC元件構(gòu)成的無緣濾波器，也可以由RC元件和有源器件構(gòu)成的有源濾波器。

根據(jù)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(xiàn)方法上可分為FIR，IIR濾波器。從設(shè)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(jīng)典濾波器和現(xiàn)代濾波器。

3. 有源低通濾波器電路圖

5. 結(jié)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(yōu)秀的低通濾波器能帶來更好的音質(zhì)享受。

參考文獻

[1] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2] 趙雅興主編.電子線路PSPICE分析與設(shè)計[M].天津：天津大學出版社，1995.

[3] 賈新章.OrCAD/Pspice 9 實用教程[M].西安：西安電子科技大學出版社，2000

[4] 朱銘鋯， 趙勇， 甘泉. DSP應用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

作者簡介

毛熙濤（1994-），邵陽學院電子科學與技術(shù)專業(yè)學生。

通訊作者

彭森（1983-），邵陽學院信息工程系教師。