本文为您带来二阶有源带通滤波器规划详细流程，带通滤波器原理图电路图意义、带通滤波器计划挑选、仿真，电路功能测验，直流稳压电源规划、运放及电压跟从器挑选。
什么是带通滤波器?
带通滤波器是指只允许在某一个通频带规模内的信号经过的滤波器，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或按捺，留意：要将高通的下限截止频率设置为小于低通的上限截止频率。反之则为带阻滤波器。典型的带通滤波器能够从二阶低通滤波器中将其间一级改成高通而成。如图2-4所示。
(a) 带通滤波器原理框图
图2-4 二阶带通滤波器
带通滤波器电路功能、参数：
通带增益Aup：
中心频率0f：
通带宽度B：
质量要素Q：
此电路的长处是改动R和R4的份额就可改动频宽而不影响中心频率。
有源带通滤波器的规划要求目标
1.带宽要求：15Hz~35KHz
2.带外按捺比要求：>=-20dB/倍频程
计划的挑选及流程
1.阶数的挑选依据所需带外按捺比大于等于20dB/倍频程，咱们选用了四阶带通滤波器，因为选用二阶时为：
选用三阶时为：
选用四阶时为：
此刻能够满意要求带外按捺比≥20dB/倍频程
倍频程和10倍频程的挑选：
关于滤波或运放扩大倍数来讲是用dB来表明的。详细的公式是
A(w)=A0/(1+jw/w0),w0是滤波频率或运放的一个极点。
选用dB表明时是 20*log|A(w)|. A(w) 要取模，即A0/sqrt(1+w*w/(w0*w0)).
关于n倍频(接近w0的频率不准确,n>0),w2=n*w1, w1>>w0.(开方中的1可忽略)则有：
A(w2)-A(w1) = 20*logA0-20*log(sqrt(w2*w2)/(w0*w0)) -20*logA0+20*log(sqrt(w1*w1)/(w0*w0))
= -10*log(w2*w2/(w1*w1) = -10*log(n*n)
这样关于两倍频，w2=2*w1，则此刻下降是 -10*log4=-6.02dB 当w2=10*w1时 -10*log100=-20dB.
2.电路方法的挑选因为咱们所选的滤波器阶数n为偶数，所以咱们选用n/2个二阶滤波器级联;
3.原理图仿真依原理图用MulTIsim 10.0进行仿真，使根本合格。咱们用Protel99SE画出来的规划原理图：
下面是咱们的仿真成果：
这幅图是咱们在MulTIsim 10.0进行仿真时得到的波特图，其间给定
R9 = R10 = 8.2K
R13 = R14 = 8.2K
R4 = R12 = 4.7K
其它参数值如图所示，这也是咱们组前期仿真过程中遗留下来的最不行宽恕而且是最最中心的问题，在后面会对它做进一步阐明。
下面是咱们的仿真成果：
能够看到仿真出来的带宽现已十分宽了,上限频率很高，这与咱们的初始仿真成果呈现了很大的误差。(初始仿真成果为：10.225Hz～61.743KHz)。
电路功能测验和改进
做出来的电路先呈现了峰值：
电阻出了问题，改动阻值后：
再次改动阻值后：
带外按捺比不行：
相关数据表
由此能够看出R的取值为40k或36k时，条件根本满意条件。下面所示是我在全能板上实践焊接出来的实物图：
电源模块：
直流稳压电源的作业原理
电源是构成一个完好功放的重要组成部分，其安稳的向外电路供应能量，确保外电路能正常的进行作业。但一般地都是从市电经变压器降压而完成的，那么怎么降压，怎么把沟通经某些元件变成直流，并确保其能安稳的输出是有必要考虑的问题。
做为稳压电源它是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。电源变压器是将沟通电网220v的电压变为所需求的电压值，然后经过整流电路将沟通电压变成脉动的直流电压。而脉动的直流电压含有较大的纹波，有必要经过滤波电路加以消除，然后得到滑润的直流电压。
A .变压器
变压器的品种有许多，单输出的双输出的，体型有大有小，输出电压、功率等依类型而定。外电路所需电压值、流过电源的电流、外电路的功率都将影响到电源输出电压的安稳性，因而输出电压、自身功率等都是有必要考虑的，在本电路中咱们挑选双12v输出电压的变压器。
B .整流电路
要使沟通电压变成直流电压，整流电路便是有必要的。常见的整流电路有单相半波整流、单相全波整流、单相桥式整流和倍压整流电路。因为桥式整流电路输出电压高，纹波电压较小，管子所接受的最大反向电压较低，一起因电源变压器在正、负半周内都有电流供应负载，电源 变压器得到了充沛的使用，功率较高。因而咱们在此选用最大电流2A的整流桥。
C .滤波电路
滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成。其作业机理是，点抗性元件在电路中有储能效果，并联的电容器C在电源供应的电压升高时，能把部分能量储有平波的效果。电感也有平波的效果，使负载电压比较滑润。电容滤波一般针对小功率电源，而电感滤波多用于大功率电源中。此电路中咱们选用电容滤波方法。电容滤波时输出电压为U2=√2U1，其间U1为变压器输出电压，U2 为电容两头输出电压。
因为该电路选用双电源方法，咱们将采纳上下并联两组电容的方法来作为滤波电路。而且电容由大到小顺次摆放。第二级电容选用钽电解电容有效地避免了低频搅扰成分对电路的搅扰, 第三极电容选用独石电容避免了高频成分的搅扰,一起也进步了电源的安稳性。
电源部分选用三端集成稳压块LM7812和LM7912制造，电路结构简略，电路中芯片所需电压为±12V，实践测得电压为11.86V和11.74V。咱们在详细丈量的时分选用此电源模块。
运放的挑选
为了减少运放对滤波电路的负载效应，一起便于调整，咱们刚开 始考虑选用LF412。这是一种具有JFET作为输入级的低失调、高输入阻抗运放。其输入阻抗可达1210Ω。单位带宽增益积为8MHz，能满意咱们的要求，但因为此芯片大多为军用芯片，价位太高，所以咱们选用了LM324，因为LM324系列器材为价格便宜的带有真差动输入的四运算扩大器。与单电源使用场合的规范运算扩大器比较，它们有一些明显长处。该四扩大器能够作业在低到3.0伏或许高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入规模包含负电源，因而消除了在许多使用场合中选用外部偏置元件的必要性。3dB带宽增益乘积:1.2MHz ，低功耗，现已能够满意咱们的要求了。
电压跟从器
概括地讲，电压跟从器起缓冲、阻隔、进步带载才能的效果。共集电路的输入高阻抗，输出低阻抗的特性，使得它在电路中能够起到阻抗匹配的效果，能够使得后一级的扩大电路更好的作业。电压阻隔器输出电压近似输入电压起伏，并对前级电路呈高阻状况，对后级电路呈低阻状况，因而对前后级电路起到“阻隔”效果。电压跟从器常用作中间级，以“阻隔”前后级之间的影响，此刻称之为缓冲级。根本原理仍是使用它的输入阻抗高和输出阻抗低之特色。电压跟从器的输入阻抗高、输出阻抗低特色，能够极点一点去了解，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时，对后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具有阻隔效果，即便前、后级电路之间互不影响。
使用电压跟从器的这些特色，咱们在电路凹凸铜衔接处添加了电压跟从器模块，是的电路功能大起伏优化，首要表现在通带内的平整程度得以提高，带宽也有所添加。
存在问题处理状况
⑴ 滤波器的构架的挑选在刚开端的原理树立及电路构架确实立时，咱们也曾想过用两个二阶Delyiannis带通滤波器级联，也便是下面图中给出来的那样：
下面给出仿真得到的波特图：
由上图能够看到，当带宽可根本合格时，增益都到-157dB了，尽管咱们的规划目标中没有增益约束，但咱们不行能这么大倍数的衰减新号，所以咱们抛弃这种规划计划，转而采纳高通与低通级联的方法，选用二阶Salley-key滤波电路为根底模块规划滤波器电路，在前面已做过要点阐明，这儿不再重复。
(2) 低通部分的改进因为在仿真阶段的忽略和调理的盲目，使得地同参数出了很大问题，一向到实践电路搭接出来后还在为低通电路部分忧愁。后来经过对仿真图的调理、实践电路的分块测验，低通滤波电路的不行行之处实实在在的摆在咱们眼前，因而重新开端从核算开端，建立参数，在上面现已予以阐明，但新的问题又呈现了，高频部分波特图呈现转机，且转机前后斜率不尽相同，在之前给出的政策和实测图中都有反映出来，其原因开始被判定为是两个二阶滤波电路频率不匹配，致使滤波通带没有能彻底重合。
(3) 电源问题
咱们的第二个电源出了一些问题，也耽误了很长时刻，丈量数据为：正电源11.6V、负电源为-22V.整流桥测过没出问题，电路都是通的，稳压块也换过，但一向没能处理，问题仍是出在稳压块上，应该是被烧掉了。
(4) 带外按捺比
思路一：带外按捺比在比较准确的一组丈量是简直为20db，详细的思路是：因为电路是级联的，在高通部分他的带外按捺比比较高，可是第通的部分相应的低些，这时能够在他的低通部分在添加一个极点，使得在该点处他的下降先改动一次，这样就比较的陡了。
思路二：在电路规划的时分，我才用的%&&&&&%比值太大了，达到了1000倍，这个可能是一个原因，导致带外衰减部分比较的低，尔后我想过改动容值的方法来减小他们之间的系数，这样就能够使得他们的灵敏度减小，电路功能得到改进。
