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一种有源低通滤波器的设计与应用
作者：徐亮来源：《电子技术与软件工程》2015年第14期
有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，采用集成运算放大器构成的RC有源滤波器具有体积小、精度高、易调试的电路性能，可以根据实际要求的幅频特性灵活设计有源滤波电路。
【关键词】巴特沃斯VCVS低通滤波幅频特性
1引言
在低频信号应用领域中，利用有源低通滤波器将不需要的高频信号进行衰减，低频信号进行放大，以体积小、集成度高、设计灵活的电路性能得到广泛应用。同时，利用集成运算放大器构成的RC有源滤波器可以方便灵活的设计电路的放大倍数，具有输入阻抗高、输出阻抗低，易于与其它电路级联、良好的隔离性能优点。
最常用的滤波函数类型为：巴特沃斯、切比雪夫、椭圆函数和贝塞尔四种类型，巴特沃斯函数滤波器具有最平坦的带内幅频特性，通带内幅度的波动最小，过渡带内幅度的衰减较缓慢；椭圆函数滤波器具有最大的衰减速率与最窄的过渡带，在通带和阻带内均出现相等的幅度纹波起伏。
2滤波器设计理论
本文介绍了一种在低频接收电路中最简单也最常用的有源低通滤波电路巴特沃斯低通滤波电路。这种滤波电路对幅频响应的特点是：在≤截止频率的范围内，具有最平幅度的响应，通带内幅度起伏≤3dB，根据实际需要的幅频特性曲线，设计滤波器的阶数
使。的频率范围内的幅度衰减满足技术要求。
21滤波器设计流程
有源低通滤波器的设计流程为：（1）确定设计输入参数；（2）计算有源滤波器阶数
；（3）选取电路类型；（4）RC参数设计。
对于有源滤波器来说，阶数越高，其幅频特性越优，但伴随而来的电路越复杂，成本也越高。因此，对于设计者来说，最感兴趣的是在满足技术指标要求的前提条件下，选取滤波器的最低阶数，阶数
的推导公式如下所示：
22滤波器电路类型
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巴特沃斯低通滤波器主要实现的电路类型为：MFB（多端反馈）低通滤波器、VCVS（压控电压源）低通滤波器、双二次型低通滤波器。
MFB电路形式简单，稳定性好、输出阻抗低，易于与其它电路级联的优点；缺点是电路值对元器件值的变化十分敏感，适用于增益K和品质因数Q两者都≤10的情况；VCVS电路使用元器件数少，元件间差值范围小，较之MFB电路，对元器件值的变化不敏感，放大能力比较高；双二次型电路对比MFB和VCVS电路，使用元器件多，具有高达100的Q值，用于实现高质量的高阶滤波器。
3低通滤波器的电路实r