一、实验目的
掌握有源滤波器电路设计的基本方法。
掌握电路仿真软件的基本使用方法。
二、实验内容和结果
实验内容
参考查找表法和辅助软件法，利用集成运算放大器设计二阶音频滤波器，实现音频信号的去噪。
假设输入信号宽度在0.1Vpp以内，则要求通带增益为0dB，3dB截止频率分别为20Hz~20kHz，信道增益为平坦，电路负载为1k。
根据上述要求设计该电路，模拟该电路的振幅特性。
实验的具体要求如下
)设计电路，说明设计原理，选择电阻、电容器作为系列值，要求截止频率误差在10%以内。
2 )确定电路内运算放大器的型号，简单说明运算放大器选型的原则。
(3)利用Multisim电路仿真软件绘制原理图。
(4)对设计的电路进行振幅特性的模拟。 给出了通道增益、截止频率、通带衰减的模拟值。
实验结果
(1)所设计电路的原理图如下所示(Multisim完成，确定电路内所有器件的型号和参数) )。
图1设计的电路原理图
2 )结合设计的电路图说明该电路的设计思路和过程，通过计算得到该电路的理论截止频率值，计算误差。
设计思路：
需要满足主题要求的通带增益0dB、3dB截止频率20Hz~20kHz，需要构建二次带通滤波器。
二次带通滤波器由一个VCVS式二次低通滤波器和一个VCVS式二次高通滤波器构成，二次低通滤波器决定上限3dB截止频率为20kHz，二次高通滤波器决定下限3dB截止频率为20Hz。
设计流程：
通过查找表法，低通滤波器和高通滤波器的各部件值可以如下图所示分别确定。
辅助低通滤波器查找表：
辅助高通滤波器的查找表：
从表中得到R1=1.422K、R2=5.399K、C=6500pF、C1=1588pF； C2=5uF，C3=5uF，R3=2.251K，R4=1.125K，负载R5=1K
计算过程：
理论低通和高通滤波器的通带增益都是Ap=1 0=1
理论低通滤波器的上限截止频率： fc=1/(2R2C1) 18572.8Hz=18.5728kHz
理论高通滤波器下限截止频率： fc=1/(2R4C3 ) 20.2Hz
但是，实际的模拟结果如下
频率： 19.716Hz
高频： 20.288Hz
计算出下限截止频率误差2.39%，上限截止频率误差8.45%，误差均在10%以内，满足要求
3 )对设计的电路进行输入输出模拟，给出输入宽度为0.1Vpp、频率分别为20Hz、20kHz时的输出波形图，并记录输出宽度。
20Hz时：
20KHz时：
图2输出波形图模拟图
(4)对设计的电路进行了振幅特性仿真，给出了振幅特性仿真图，记录了3dB截止频率和两过渡带的衰减。
图3幅频率特性仿真图
三、考虑考试问题
1、为什么滤波器的截止频率会产生误差？
a ) 1、因电气设备间的误差造成的。
2、由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量并非无限准确，测量值与客观存在的真实值之间总是有一定差异。
3、电路设计还有可以改善的地方，只是没有找到。
2 .总结宽带带通滤波器的设计方法。
a )带通滤波器可以由一个低通滤波器和一个高通滤波器构成，带宽的确定采用查找表法确定电路中各部件的值，连接电路后进行模拟，根据模拟结果确定电路中部件的值
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