RC有源低通滤波器

模拟电子技术课程设计报告

课程名称模拟电子技术基础课程设计设计题目RC有源低通滤波器

所学专业名称自动化

班级105班

学号2010210441

学生姓名梅连新

指导教师赵俊梅

2011年12月31 日

通滤波器

1．设计指标及要求

二阶低通，带外衰减速率大于-30dB/10倍频，f H3dB=1kHz，通带增益>=2。2．设计方案

⑴二阶有源低通滤波电路工作原理：根据电容的通高频阻低频的特点和运放的“虚短”和“虚断”，可以用它们来组成一个带有反馈网络的低通滤波电路！二阶有源低通滤波电路由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其特点是输入阻抗高，输出阻抗低。电路原理图由图1所示。

（2）主要参数设定

参考《电子线路设计 实验 测试》第二版，华中科技大学出版社，147-148

页二阶低通滤波器设计表（表5.6.2）。表1是表5.6.2的一部分，主要用来设计参数的值：

表1 电路原器件值

（3）设计步骤

① 根据设计要求，二阶有源低通滤波电路的电路原理图如图2-1； ② 设计电路参数值，由f H3dB =1kHz 得,取C=0.02uF,对应参数K=5； ③ 从设计表2-1得到Av=2时电容C1=C2=0.02uF,K=1时电阻R1=1.126k Ω,R2=2.250K

Ω，R3=R4=6.752K Ω。 ④ 将上述电阻值乘以参数k=5，得：R1=5.63K Ω,R2=11.25K Ω,R3=R4=33.76K Ω。 ⑤ 试验调整、测量滤波器的性能参数及幅频特性。

首先输入信号V i =100mV ，观测滤波器的止频率f H 及电压放大倍数A V ，测得f H =1.028KHz ，A V =2.06V ，滤波器的衰减速率为-38.23dB/10倍频。基本满足设计指标的要求。由于△R/R 、△C/C 对w c 的影响较大，所以实验参数与设计表中的关系式之间存较大的误差。

（4）所涉及的公式

①这个电路的电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即：A0=A VF=1+R3/R4

②电路的传递函数：

2

)()3(1)()()(sCR sCR Avf Avf

s Vi s Vo s A +-+=

=

③对于二阶低通滤波器有Q=0.707,截止频率f H ，选定的电容C 和K 值满足关系式：

K=100/Cf H

○4根据以上公式可求得理论值：V Ao 276

.3376

.331=+=

当f=152Hz 时输入电压为3.6V ，输出电压为7.4 V ，电压增益为A V =

6

.34

.7=2.06V ；当f=10.045KHz 时输出电压为0.09V ，而在f=152时的电压下降0.707倍截止频率f H3dB =1028Hz; 带外衰减速率为：

倍频。10/23.384

.709

.0lg

20dB -= 3． 测试结果

测试结果如表2所示。

表2 测试结果

4． 工作总结及心得体会

相对于直流稳压源的设计，这个电路设计似乎更为简单，所用元器件也相比少了许多，但是在调试过程中却不像直流稳压源的调试那么顺利。装好这个电路没花多长时间，却花了大量的时间在调试上，经过反反复复的调试，才得到了比较令人满意的结果。经过这样的一个过程，我想我对模拟电路的设计方面有了更多体会，在实际应用中可能会有许多因素影响到我们所设计电路的性能。调试在模电的设计中是如此的重要，它和数电有如此大的不同，我们需要细心的调试每一个参数，以使我们的电路达到设计指标。应该说这样一次课程设计也让我们学到了全面思考问题的方法吧，这样可以预见将来可能出现的问题，并可以很好的回避，以避免无谓的损失。同时也为技术水平的进一步提高奠定了基础。

5．参考文献

[1]胡翔俊：电路分析（第二版），高等教育版社

[2]童诗白华成英：模拟电子技术基础.高等教育出版社

[3]吕承启：电子技术基础实验.中国科学技术大学出版社