带通滤波器电路图大全 三款带通滤波器电路设计原理图详解

很多朋友对带通滤波器电路图大全，三款带通滤波器电路设计原理图详解不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

带通滤波器电路图设计(1)传统的带通滤波器设计方法涉及大量复杂的理论分析和计算。针对上述缺点，本文介绍了一种利用EDA软件进行带通滤波器的设计方案，详细讲解了利用FilterPro软件进行有源带通滤波器电路的设计步骤，然后在Proteus中对所设计的滤波器进行了说明。进行模拟分析和测试的方法。测试结果表明，采用该方法设计的带通滤波器性能稳定。设计难度低的优点也为滤波器设计提供了新的思路。

带通滤波器是一种只允许特定频率通过，同时有效抑制其他频率信号的电路。由于其信号选择性，它被广泛应用于电子设计中。然而，带通滤波器的类型有很多种，每种类型的设计也有很大不同。这不可避免地导致传统滤波器设计方法中需要进行大量的理论计算和分析，不仅浪费了宝贵的时间，同时也提高了电路的设计门槛。为了解决上述缺点，本文介绍了一种采用FilterPro和Proteus相结合的有源带通滤波器的设计方案。随着EDA技术的不断发展，这种方法的优势将会越来越明显。

图1 使用理想运算放大器的带通滤波器

电路原理图如图1所示。然后可以在Proteus中搭建电路进行仿真分析。前面提到，FilterPro生成的滤波器中的运放采用的是理想运放模型，因此在仿真时需要先用理想运放进行分析，然后进行更换。

图2 实际搭建的滤波电路

在设计中，运放采用TI典型的通用双运放LM358。 LM358 包括两个高增益、独立、内部频率补偿双运算放大器。适用于宽电压范围的单电源供电，也适用于双电源工作。模式，具有低输入偏置电流、低输入失调电压和失调电流的特点，其共模输入电压范围宽，差模输入电压范围等于电源电压范围，单电源电压3-32V，双电源供电1.5-16V，单位增益带宽为1MHz，适合通用带通滤波器设计，并具有低功耗功能。对于设计阶数比较高的带通滤波器，可以选择TI的四运放LM324，性能与LM358大致相同，在应用中节省空间。本设计对运放的要求不是特别高，只要运放的频率满足低通截止频率即可。如果精度要求高，首先运放的电源电压必须足够稳定，或者选择精密运放，如TLC274A。否则可以使用通用的，例如推荐TI的LM224四运放。

巴特沃斯带通滤波器幅频响应在通带内具有最平坦的幅度特性，但从通带到阻带的衰减较慢。如果过渡带要求稍高，可以增加阶数来实现。否则，选择使用切Bishev滤波器电路。

下面讨论两种带通滤波器的设计。一种是由二阶低通滤波器和二阶高通滤波器组成的四阶带通滤波器，如下图：

图3 四阶带通滤波器

参数选择与计算：对于低通滤波器的设计，电容一般选择1000pF。对于高通滤波器的设计，电容一般选择0.1uF。然后根据公式R=1/2fc计算出与电容相结合的电阻值。也就是说得到了该图中的R2、R6和R7。为了消除运放失调电流引起的误差，尽量使运放同相输入端和反相输入端对地直流电阻基本相等。同时，巴特沃斯滤波器的阶数与增益之间存在一定的关系（见表1）。根据这两个条件，可以列出两个方程： 30=R4*R5/(R4+R5), R5=R4(A-1), 36=R8*R9/(R8+R9), R8=R9(A -1) 可以从此R4、R5、R8、R9 求解。原则是根据实际情况稍微调整电阻值，使其保持在一定限度内。在范围内即可，不要相差太大，注意频率不要超过运放的校准频率。

表1 巴特沃斯低通和高通电路阶数与增益的关系

第二种是二阶有源带通滤波器，只使用一个放大区间，如下图：

图4 二阶带通滤波器

带通滤波器电路图设计（二）将图（1）所示带通滤波器电路的幅频响应与高通、低通滤波器电路的幅频响应进行比较，不难发现将低通和高通滤波器电路串联，如图(2)，可组成带通滤波器电路，前提是低通滤波器电路的截止角频率WH较大比高通电路的截止角频率WL大，两者覆盖的通带提供带通响应。

这是一个带通滤波器电路，通带频率范围为100HZ-10KHZ。我们将其设计为通带内的单位增益。根据问题的意思，在频率f=10HZ的低端，幅频响应至少衰减26dB。在频率f=100KHZ的高端，幅频响应要求衰减不小于16dB。因此，可以选择二阶高通滤波器电路的截止频率fH=10KHZ，二阶低通滤波器电路的截止频率fL=100HZ。有源器件仍然选用运算放大器LF142。如图所示将这两个滤波器电路串联起来。就形成了所需的带通滤波器电路。

根据巴特沃斯低通和高通电路阶数n与增益的关系，Avf1=1.586。因此，串联两级带通滤波器电路的通带电压增益(Avf1)2=(1.586)2=2.515。由于所需的通带增益为0dB，因此在低通滤波器的输入部分添加一个由电阻R1、R2组成的分压器。

元件参数的选择和计算选择元件时，应考虑元件参数误差对传递函数的影响。现在规定电阻值的选择容差为1%，电容值的选择容差为5%。由于每个电路包含多个电阻和两个电容器，因此预计实际截止频率可能会有较大误差（可能+10%）。为了保证100Hz和10kHz时的衰减不大于3dB，现按90Hz和1kHz的额定截止频率进行设计。

如前所述，运放电路中的电阻不宜选择太大或太小。一般几千欧姆到几万欧姆比较合适。因此，选择低通电平电路的电容值为1000pF，高通电平电路的电容值为0.1F，然后根据公式RCWC1可以计算出准确的电阻值。

对于低通级，已知c=1000pF，fh=11kHz，根据公式RCWC1计算出R3=14.47k，首先选取标准电阻值R3=14.0k。对于高通等级也可以进行相同的计算。由于已知C=0.1F、fL=90Hz，可得R7=R818k。

考虑到已知Avf1=1.586，同时尽量使运放同相输入端和反相输入端对地的直流电阻基本相等。现选取R5=68k，R10=82k，由此可计算出R4=(Avf1-1 ) R539.8k，R9=(Avf1-1) R1048k，其容差为1%。

设计的电路如图所示。信号源vI通过R1和R2衰减，其戴维宁电阻为R1和R2的并联值。该电阻应等于低通电阻R3 (=14k)。因此，我们有

由于整个滤波器电路的通带增益是分压器比和滤波器部分增益的乘积，并且应该等于单位增益，

求解方程组和，选取容差为1%的额定电阻值，得R1=35.7k，R2=23.2k。

带通滤波器电路图设计（三）实用带通滤波器电路原理图

该电路是在负反馈支路上加一个带阻滤波器，使其只允许被反馈支路阻挡的频率信号通过。

以上知识分享希望能够帮助到大家！