滤波器设计说明书内容
无源滤波说明书
目录CONTENTS01公司介绍02无源滤波器的应用现状及存在的问题03无源滤波的基本原理及特点04无源滤波装置的构成05无源滤波产品介绍06无源滤波器能解决的问题07无源滤波-典型应用10 典型案例11 订货须知11 服务公司介绍INTRODUCTION公司概况长沙博立电气有限公司重要从事电气、自控以及仪器仪表技术的研发、生产和销售，及有关信息技术服务、咨询和培训。
公司技术依靠湖南大学电气与信息工程学院、湖南省电气科学及其应用重点实验室、机械工业配电网电气节能重点实验室。
拥有柔性交流输电实验平台、高电能质量输配电实验等平台，有一批由专家、博士、工程技术人员等构成的科研和工程队伍，曾承当并圆满完毕了国家“863”计划、国家中小型公司创新基金等项目。
开发的高低压无功赔偿和谐波治理装备、配电综合自动化系统、大功率整流和监视系统已广泛地应用到电力、冶金等行业中，达成了公司电气节能降耗、提高电能质量和自动化水平的目的。
研发力量公司拥有一支由多人构成的科研队伍，科技人员含有坚实的理论基础和丰富的实践经验，严谨的科学作风和团结攻关的协作精神。
梯队职称构造、专业构造和年纪构造合理，文化程度均在大学本科以上，拥有多名博士、硕士硕士，专业涵盖电气工程、自动化、计算机应用、电力电子、软件、通信、数学等学科。
其中大部分人员始终以来都在大功率混合有源滤波器（HAPF）、静止无功赔偿器（SVC）、配电静止无功发生器（SVG/DSTATCOM）、智能无功赔偿器（IVC）、现场总线网络化控制系统（NCS）、分布式电气节能综合自动化系统以及全局协同优化节能控制软件等方面的研究工作，在高低压电气节能和管理节能方面含有一定基础和丰富的工程经验。
研究成果现在，公司有了一定的前期研究成果，“输配电核心技术与装备及其工程应用”“高低压先进无功赔偿技术和系列装备及其工程应用” “混合型大功率有源电力滤波器理论和装备及其工程应用” “供配电综合自动化技术及其工程应用”已通过由省级科技鉴定。
二阶有源低通滤波器的设计
课程设计说明书课程设计名称：低频电子课程设计课程设计题目：二阶有源低通滤波器的设计学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程学院班级：090111 学号：09041132 姓名：评分：教师：201 1 年 3 月 4 日摘要滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。
滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。
从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。
高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。
采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。
压控电压源型二阶低通滤波电路和无限增益二阶低通滤波器是有源滤波电路的重要一种，适合作为多级放大器的级联。
分别用分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路，并利用Multisim10仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果与理论设计一致参量等进行了仿真分析，仿真结果要与理论设计一致，为设计成功提供依据。
关键词二阶有源低通滤波器；压控；无限增益；仿真分析；《模拟电路》课程设计任务书20 10 －20 11 学年第2 学期第1 周－2 周题目二阶带通滤波器的设计内容及要求1、分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；2、中心频率f O=2KHz；2、增益A V＝2；4、品质因数Q＝0.707进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 1天；2. 领元器件、制作、焊接：1天3．调试： 1天4. 验收：0.5天学生姓名：张超指导时间2011年2月21日～2011年3月4日指导地点：E 楼607 室任务完成2011 年3 月 4 日任务下达20 11 年 2 月21日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师李翔文万在红系（部）主任陈琼目录第一章设计任务与要求 (5)第二章方案设计与选择 (6)2.1方案一：一阶有源低通滤波器电路 (6)2.2方案二：压控电压源二阶低通滤波电路 (6)2.3方案三：三阶压控电压源低通滤波器 (7)2.4方案四：无限增益多路反馈低通滤波电路 (8)第三章单元电路设计与参数计算.. 103.1 功能电路部分电路设计以及参数计算: (10)3.11压控电压源二阶低通滤波电路 (10)3.12无限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (11)第四章安装与调试 (12)4.1 安装 (12)4.2 调试步骤 (12)4.21压控电压源二阶低通滤波电路 (12)4.22无限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (13)第五章性能测试与分析 (16)5.1．二阶低通滤波电路的测试及分析： (16)5.11仿真测试的数据 (16)5.3．误差分析： (17)第六章结论与心得 (18)参考文献 (19)附录一芯片管脚 (20)附录二原件清单 (21)附录三总原理电路图 (22)1压控电压源二阶低通滤波电路 (22)2限增益多路负反馈二阶低通滤波器 (22)附录四作品实物图 (23)第一章设计任务与要求1分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；2中心频率f O=2Hz；3增益A V＝ 24品质因数Q＝0.707第二章方案设计与选择由设计任务与要求可知，本实验设计功能电路部分要求分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计，所以在焊接电路板时，要将两种设计方法的电路板都焊接出来，且其参数设计要符合：截至f=2000Hz，增益Av= 2和品质因c数Q三个条件。
语音滤波器设计
长沙学院课程设计题目语音信号滤波器的设计说明书系(部) 电信系专业(班级) 电气工程及其自动化姓名学号指导教师起止日期2012.12.10-2012.12.16设计任务（一）设计目的模拟电子技术课程设计是一门独立设课、有独立学分的实践性课程，同“模拟电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“模拟电子技术实验”课的基础上，进一步深化的实践环节。
其主要目的是通过本课程，培养、启发学生的创造性思维，进一步理解电子系统的概念，掌握小型模拟电子系统的设计方法，掌握小型模拟系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能，基本任务是设计一个小型模拟电子系统。
（二）设计要求和技术指标1、技术指标：截止频率Hz f H 2000=，Hz f L 200=，4=V A ，阻带衰减速率为倍频10/40dB - 2、设计要求（1） 设计一个能满足要求的二阶有源滤波电路； （2） 要求绘出原理图，并用Protel 画出印制板图；（3） 根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； （4） 在万能板或面包板或PCB 板上安装好电路并调试；（5） 测量滤波器的性能参数：截止频率、带内增益V A 和阻带衰减速率； （6） 用EWB 对电路仿真，并打印出幅频特性和相频特性曲线； （7） 拟定测试方案和设计步骤； （8） 写出设计性报告。
（三）设计提示1、电路可采用一级二阶低通与一级二阶高通滤波电路级联；（四）设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；3、列出测试数据表格。
（五）设计总结1、总结有源滤波器的设计方法和运用到的主要知识点；2、总结有源滤波器性能参数的测试方法。
长沙学院课程设计鉴定表目录第1章绪论................................................... - 0 -1.1滤波器简介.............................................. - 0 -1.2 本人工作............................................... - 1 - 第2章滤波器的传输函数与性能参数 ................ 错误！未定义书签。
2MHz切比雪夫低通滤波器设计说明书
3）为了将正方波的直流分量去除，在输入端串联一个10uF耦合电容。
3.2.3
通过查表得到4阶切比雪夫系数如下（0.05dB纹波）
阶数n
滤波器序号
滤波器系数
滤波器系数
4
1
1.751
1.003
2
0.436
0.626
低通滤波器的传递函数如下。
2.12
2.04
1.84
1.26
增益(dB)
0
0.167
0.249
0.0856
-0.549
-3.568
相位( )
-7.429
-30.63
-66.24
-106.4
-148
157.6
频率（Hz）
3M
4M
5M
6M
7M
8M
输入（ ）
1.8
1.66
1.52
1.34
1.22
1.11
输出（ ）
0.66
0.18
0.0712
2）幅频响应特性曲线：
图6幅频响应曲线
3）方波滤波测试：
图7实测波形图
波形无明显失真，根据示波器的FFT计算功能，三次谐波的幅值约为基波幅值的0.0086倍。
4.3.
1）功能实现：
输入2MHz的峰峰值为 的正方波信号，输出无明显失真的正弦波
6MHz正弦波的增益小于-30dB
2）功能展望：
进一步减小谐波分量的幅值，获得失真更小的正弦波
4.系统测试与总结12
4.1.测试方案12
4.2.测试用例及结果13
4.3.总结15
5.附录：Tina-TI仿真结果15
二阶有源高通滤波器
2013级《模拟电子技术》课程设计说明书二阶有源高通滤波器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：方拓指导教师：张松华职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1301班完成时间： 2015年6月20日《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程《模拟电子技术》课程设计任务书学院：电气与信息工程学院适应专业：自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程摘要滤波电路是一种能使有用频率通过，同时抑制无用成分的电路，滤波电路种类很多，由集成运算放大器、电容和电阻可构成有源滤波器。
有源滤波器不用电感，体积小，重量轻，有一定的放大能力和带负载能力。
由于受到集成运算放大器特性的限制，有源滤波器主要用于低频场合。
有源滤波器有低通、高通、带通和阻带等电路，从滤波器的阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。
本设计为有源二阶高通滤波器。
本设计采用一般意义上的设计方案，即通过无源二阶高通滤波电路接入运放组成的放大电路，组成二阶有源RC高通滤波器，先根据设计方案计算出所需各元件参数，通过Multisim 10仿真得到具体的电路图，在由制图软件（Altium Designer summer 09）得到原理图，由原理图导入到PCB图中，得到我们所用的电路板。
其中包括了电子元件的新建和封装、打印、转印等步骤。
最后，焊接时应注意线是否导通、是否短路和有无虚焊等。
最终完成安装，进行调试。
调试结果表明电路仅能够实现信号的高通滤波。
关键词：二阶；有源；高通；滤波器目录1绪论 (18)1.1设计课题意义及背景 (18)1.2设计课题任务及要求 (18)1.3设计内容 (18)2设计原理及方案比较 (1)2.1设计原理 (1)2.2方案比较 (1)2.3设计方案 (3)2.4直流电压源的设计 (4)2.4.1设计要求 (4)2.4.2直流稳压电源工作原理 (4)3设计课题的参数选择 (5)3.1有源二阶高通滤波器 (5)3.1.1无源二阶RC高通滤波电路部分 (5)3.1.2运放部分 (5)3.2.1电源变压器 (6)3.2.2整流桥 (6)3.2.3滤波部分 (6)4仿真分析 (8)4.1仿真电路图 (8)4.2仿真数据及分析 (8)5制作与调试 (11)5.1安装与调试 (11)5.2调试 (11)5.3调试结果 (12)5.3.1直流电源调试结果 (12)5.3.2二阶有源高通滤波电路调试结果 (12)5.4 数据分析 (13)5.5 故障排查 (13)心得体会 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (16)附录A 电路原理图 (16)附录B 电路PCB图 (17)附录C 电路实物图 (17)附录C 元件清单 (18)1绪论1.1设计课题意义及背景电子技术是当今科技发展的热点，各先进国家无不把它放在优先发展的地位。
二阶低通滤波器课程设计报告书
学号 08700109模拟电子技术基础设计说明书二阶低通滤波器起止日期： 2010年12月24日至 2010年12月31日学生班级成绩指导教师(签字)电子与信息工程系2011年 1 月 2日目录第一章电路设计 (1)1.1 集成运算放大器 (1)1.2 二阶低通电路 (2)1.3 课设电路及计算 (3)第二章所用元器件 (4)2.1 电阻 (4)2.2 电容 (4)2.3 集成运算放大器LM741 (4)第三章仿真情况 (5)第四章课设总结 (7)4.1 心得体会 (7)4.2 个人答辩问题 (7)参考文献 (8)第一章 电路设计1.1 集成运算放大器图1是集成运放的符号图，1、2端是信号输入端，3、4是工作电压端，5是输出端，在实际中还有调零端，频率补偿端和偏置端等辅助端。
集成运算放大器的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端以及一个输出端。
图中标有“+”号的是同相输入端，标有“—”号的是反相输入端，当信号从同相端输入时，输出信号和输入信号同相，反之则反相。
当集成运放工作在线性区时，它的输入信号电压和输出信号电压的关系是：odon p A U U U =- （1） 式中od A 是运放器的放大倍数，od A 是非常大的，可达几十万倍，这是运算放大器和差分放大器的区别，而且集成运放器的两个输入端对地输入阻抗非常高，一般达几百千欧到几兆欧，因此在实际应用中，常常把集成运放器看成是一个“理想运算放大器”。
理想运算放大器的两个重要指标为： （1）差模输入阻抗为∞； （2）开环差模电压增益Aod 为∞。
根据这两项指标可知，当理想运算放大器工作在线性区时，因为其输入阻抗为∞，因此在其两个输入端均没有电流，即在图1中021==I I ，如同两点被断开一样，这种现象称为“虚断”。
又因为∞=od A ，根据输入和输出端的关系：odon p A U U U =-，所以认为运放的同相输入端与反相输入端两点的电压相等，如同将该两点短路一样。
MAX2769 MAX2769C PLL循环滤波器设计计算器指南说明书
MAX2769/MAX2769C PLL Loop Filter Calculator User GuideUG6444; Rev 0; 6/17AbstractThis document briefly covers PLL basics and explains how to use the PLL loop filter spreadsheet calculator for the MAX2769/MAX2769C. The calculator allows users to design and implement the loop filter values specific to their application.Table of Contents1.Introduction (3)2.Back to Basics: Phase-Locked Loops (3)3.Phase Noise in PLLs (4)3.1.Phase Noise Contributions from Different Blocks (4)4.Loop Filter (5)4.1.Design Considerations (5)5.How to Work with the MAX2769/MAX2769C Loop Filter Spreadsheet Calculator (6)5.1.Overview (6)5.2.Inputs Control (Cells Highlighted in Light Yellow) (6)5.3.Understanding the Simulation Results (8)List of FiguresFigure 1. Block diagram of a typical PLL. (3)Figure 2. Phase noise plot. (4)Figure 3. Phase noise contributions from different blocks. (4)Figure 4. Different order loop filters. (5)Figure 5. Loop filter spreadsheet calculator. (6)Figure 6. Loop filter spreadsheet calculator: Steps 3 and 12. (7)Figure 7. Loop filter spreadsheet calculator mode. (7)Figure 8. Simulation results. (8)1.IntroductionThe MAX2769and MAX2769C are next-generation Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers covering L1/E1, B1, G1 bands for GPS, Galileo, BeiDou, and GLONASS satellite systems on a single chip. These single-conversion GNSS receivers are designed to provide high performance for industrial applications and a wide range of consumer applications, including mobile handsets.The MAX2769/MAX2769C include an integrated VCO, a crystal oscillator, and a fractional-N frequency synthesizer to program the LO frequency using different reference input frequencies.A spreadsheet calculator for PLL loop filter design has been developed and is downloadable from the IC QuickView webpage under Design Resources. This user guide explains in detail how to work with the calculator.2.Back to Basics: Phase-Locked LoopsFigure 1 shows the blocks included in a typical PLL.CRYSTALN-DIVIDERFigure 1. Block diagram of a typical PLL.•The reference crystal oscillator frequency, f REF, is divided by using R-Divider to produce the comparison frequency (f COMP), which is also called the phase frequency detector (PFD) frequency.•The VCO frequency, f VCO, is divided to produce the same f COMP frequency by using N-divider.•The PFD compares the frequency and phase difference between f VCO/N and f REF /R. The charge pump (CP) generates current pulses proportional to the mismatch.•The loop filter smoothens and integrates the error signal to produce a DC voltage to tune the VCO in the direction to eliminate the error in phase and frequency.Based on the implementation of the N-divider, the PLLs can be divided into integer-N or fractional-N types, each of which have their own advantages and disadvantages. Deeper discussion of fractional-N PLLs is outside the scope of this document.3.Phase Noise in PLLsPhase noise is a measure of short-term frequency deviation from the ideal frequency due to random phase fluctuation, also called jitter in the time domain. It is defined as the ratio of power measured in a 1Hz bandwidth at a known offset to the total carrier power and is specified of units of dBc/Hz. It is customary to characterize an oscillator in terms of its single-sideband phase noise as shown in Figure 2.Figure 2. Phase noise plot.3.1.Phase Noise Contributions from Different Blocks•Phase noise inside the loop filter bandwidth is a combination of phase noise contributed by the reference input, PLL, and VCO.•The PLL noise contributors are the charge pump, PFD, and dividers.•Phase noise is dominated by the VCO noise outside the loop bandwidth.•VCO phase noise is highpass filtered by the closed-loop PLL response.•All other noise sources are lowpass filtered and are multiplied by N.Figure 3. Phase noise contributions from different blocks.4.Loop FilterThe loop filter integrates and filters the current pulses from the charge pump to generate the required VCO tuning voltage. The higher the loop filter order, the better the suppression of f COMP related spurs. The loop filter can be passive or active depending on the Vcc of the PLL device that should drive the VCO tuning voltage.2nd Order3rd OrderFigure 4. Different order loop filters.The loop filter design is critical to get the desired performance from the PLL, as there are many trade-offs between the design specifications that need to be met.4.1.Design Considerations•PFD Frequency: The higher the PFD frequency, the lower the N-divider value is and the better the phase noise, as it is directly proportional to the N-divider value, (20 x log (N)).•Lock Time: Time it takes to lock from one specified frequency to another specified frequency within a given frequency tolerance.•Loop Bandwidth: Lowpass filter bandwidth that is achieved from the filter components.•The wider the loop bandwidth, the faster the lock time, but the trade-off is worse spurious performance.•The narrower the loop bandwidth, the better the spurious performance, but the lock time increases.•PLL Stability: In theory, a phase margin of 0 degrees or less in the PLL open-loop response results in an unstable PLL.• A rule of thumb is that 45 degrees is generally the minimum required phase margin.5.How to Work with the MAX2769/MAX2769C Loop Filter SpreadsheetCalculator5.1.OverviewThe loop filter spreadsheet calculator models the PLL as a linear model in the phase domain and is used to calculate the loop filter values and further simulate the phase noise.The loop filter is a third-order passive filter with one of the poles determined by a resistor and capacitor within the IC. The remaining components in the filter are external with the values designated as c1, r2, c2. All cells highlighted in light yellow are inputs and cells in white are outputs derived based on relevant formulae and are not supposed to be changed.5.2.Inputs Control (Cells Highlighted in Light Yellow)Respective step numbers are highlighted in the GUI snapshot figures.1.The MAX2769/MAX2769C have an integrated VCO so the phase noise of the VCO is fixed andcannot be controlled.2.Xtal model can be selected from three options named xtal1, xtal2, and ideal.3.The phase noise of reference input can be entered as explained.4.The reference input frequency can be entered under the cell ref(MHz), as shown in Figure5. Itranges from 8MHz to 32MHz.5.The R-divider value can be entered and it ranges from 1 to 1023.6.Charge pump current, CP(mA), can be selectable as either 0.5mA or 1mA.7.outA(MHz) is the desired output from the PLL that varies from 1550MHz to 1610MHz.Figure 5. Loop filter spreadsheet calculator.Figure 6. Loop filter spreadsheet calculator: Steps 3 and 12.8.Enter the desired loop bandwidth under the BW(KHz) cell.9.Enter the desired phase margin value under the pm(deg) cell.10.Once all the required inputs are entered, set the Mode to calc and the user can see the loopfilter values calculated and displayed under cells c1(nF), r2(K), and c2(nF)11.The user has an option to simulate the phase noise with pre-loaded values by selecting freezeunder Mode.12.Also, the user can enter pre-loaded loop filter values (filter1, filter2, filter3) and see the phasenoise simulation results by selecting freeze under Mode.13.Based on the parameters and loop filter values calculated, the phase noise is simulated andshown in Figure 7.Figure 7. Loop filter spreadsheet calculator mode.5.3.Understanding the Simulation Results1.Phase noise contribution from different blocks and the total closed-loop phase noise hasbeen plotted.2.Achieved loop bandwidth and phase margin are displayed.3.Integration limits can be changed via the LL(KHz) and HL(KHz) cells.4.Based on the integration limits, different parameters such as SSB phase noise (dB-SSB), DSBphase noise (dB-DSB), phase noise in degrees (deg), mrad, RMS jitter (ps), and FM(KHz)can be calculated.The user can observe the phase noise at the desired offsets as shown in5.Figure 8.6.Loop filter cutoff bandwidth with the calculated values is plotted.7.Open loop gain and phase (Open loop Gain/Phase) is also plotted.Figure 8. Simulation results.©2017 by Maxim Integrated Products, Inc. All rights reserved. Information in this publication concerning the devices, applications, or technology described is intended to suggest possible uses and may be superseded. MAXIM INTEGRATED PRODUCTS, INC. DOES NOT ASSUME LIABILITY FOR OR PROVIDE A REPRESENTATION OF ACCURACY OF THE INFORMATION, DEVICES, OR TECHNOLOGY DESCRIBED IN THIS DOCUMENT. MAXIM ALSO DOES NOT ASSUME LIABILITY FOR INTELLECTUAL PROPERTY INFRINGEMENT RELATED IN ANY MANNER TO USE OF INFORMATION, DEVICES, OR TECHNOLOGY DESCRIBED HEREIN OR OTHERWISE. The information contained within this document has been verified according to the general principles of electrical and mechanical engineering or registered trademarks of Maxim Integrated Products, Inc. All other product or service names are the property of their respective owners.。
二阶有源低通滤波器(杨靖平)
2013级《模拟电子技术》课程设计说明书二阶有源低通滤波器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：***指导教师：张松华职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1302完成时间：2015年6月25日摘要滤波器是一种使有用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置，在信息处理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。
滤波一般可分为有源滤波和无源滤波，无源滤波器较有源滤波器无通带增益但设计简单易行。
从滤波器阶数可分为一阶和高阶，阶数越高，幅频特性越陡峭。
高阶滤波器通常可由一阶和二阶滤波器级联而成。
采用集成运放构成的RC有源滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低，可提供一定增益，截止频率可调等特点。
压控电压源型二阶低通滤波电路和无限增益二阶低通滤波器是有源滤波电路的重要两种电路，适合作为多级放大器的级联。
论文先设计了一种压控电压源二阶有源低通滤波电路，其次并利用 Multisim10 仿真软件对电路的频率特性、特征参量等进行了仿真分析，仿真结果满足设计要求之后，用AD绘制电路原理图，再用AD导入原理图以手工布局和布线为铺完成其单面PCB的设计，最后，在PCB 板安装电路并调试，调试数据与仿真数据大致相同,满足设计要求。
关键词：压控电压源型；二阶；有源低通滤波器；Multisim10；AD目录1 绪论 (1)1.1 设计意义及背景 (1)1.2 设计任务 (1)1.3 设计要求 (1)2 方案选择 (2)2.1 一阶有源低通滤波器电路 (2)2.2 压控电压源型二阶有源低通波电路 (2)3 元器件的选择与电路参数计算 (4)3.1 选择运放 (4)3.2 选择电容器 (4)3.3 计算电阻器阻值 (4)3.4 直流稳压源的设计 (6)3.4.1 变压器的选择 (6)3.4.2 整流器的选择 (6)3.4.3 电容的选择 (6)3.4.5 选择三端稳压器 (7)4 电路仿真 (8)4.1 仿真电路图 (8)4.2 仿真结果 (8)5.1 电路的制作 (10)5.2 直流稳压源的调试 (10)5.3 二阶有源低通滤波器电路调试 (11)5.3.1 调试过程 (11)5.3.3 调试数据分析 (14)5.3.4 误差分析 (14)5.3.5 设计体会 (14)结束语 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录A电路原理图 (19)附录B PCB图 (20)附录C电路板实物图 (21)附录D元件清单 (22)1 绪论1.1 设计意义及背景电子技术是当今科技发展的热点，各先进国家无不把它放在优先发展的地位。
基于matlab的FIR和IIR滤波器课程设计说明书
基于matlab的FIR和IIR滤波器目录1引言 (1)1.1 MATLAB的介绍 (2)1.2 CCS的介绍 (2)2设计要求 (4)3 FIR滤波器设计 (5)3.1 FIR滤波器的Matlab设计 (5)3.1.1 FIR滤波器参数的设计 (5)3.1.2 检验方波的Matlab设计 (6)3.1.3 正弦叠加信号的Matlab设计 (7)3.2 FIR滤波器的CCS设计 (8)3.2.1 FIR滤波器的CCS设计程序 (10)3.2.2 CCS波形仿真图 (12)4 IIR滤波器设计 (15)4.1 IIR滤波器的Matlab设计 (15)4.1.1 IIR滤波器参数的设计 (15)4.1.2 检验方波的Matlab设计 (16)4.1.3 正弦叠加信号的Matlab设计 (17)4.2 IIR滤波器的CCS设计 (19)4.2.1 IIR滤波器的CCS程序设计 (19)4.2.2 CCS波形仿真图 (23)结束语 (25)参考文献 (26)1引言数字信号处理（Digital Signal Processing），或者说对信号的数字处理（包括对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等），是20世纪60年代前后发展起来的并广泛应用于多领域的新兴学科。
当今，数字信号处理技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科；它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。
数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号等等。
上述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。
模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。
大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化（采样）和幅度上的离散化（量化），这类模拟信号便成为一维数字信号。
低通插值滤波器说明书
The University of South China数字信号处理课程设计说明书学院名称指导教师班级学号学生姓名2010年6 月设计一个按因子I=5的内插器，要求镜像滤波器通带最大衰减为0.1dB ，阻带最小衰减为30dB ，过渡带宽不大于20/π，设计FIR 滤波器系数h(n)一、初始设计（1） 幅度指标 可以两种方式给出。
第一种，叫做绝对指标，它提出了对幅度回应函数|H （jw)| 的要求。
这些指标一般可直接用于FIR 滤波器。
第二种方法叫做相对指标，它以分贝（dB ）值的形式提出要求，其定义为：0|)(||)(|log 20max10≥-=jwjw e H e H dB 经过定义中所包含的归一化，所有滤波器的相对幅频特性最高处的值为0dB ，由于定义式中有一个负号，幅频特性小的地方，其dB 值反而是正的。
绝对指标：[0,wp]段叫通带，δ1是在理想通带中能接受的振幅波动或（容限） [ws, ]段叫做阻带，δ2是阻带中能接受的振幅波动或（容限）[wp,ws]叫做过渡带，在此段上幅度回应通常没有限制，也可以给些弱限制。
低通滤波器的典型幅度指标 相对指标（dB ）:p R 是通带波动的dB 值；s A 是阻带衰减的dB 值。
由于绝对指标中的)1(|)(|1max δ+=jw H ，因此 011log 201110>+--=δδp R ， )(ωj e G cω1 1+ p 1-ps p s11log 201210>>+-=δδs A 逆向的关系为 20201101101ppR R --+-=δ2020121010)1(s s A A --≈+=δδ（2）低通FIR 滤波器阶数的估计 πωωδδ2/)(6.1413)lg(20p s s p N ---≈（3）滤波器结构分析： 整数倍内插器的FIR 直接实现整数I 倍内插是在已知的相邻两个原采样点之间等间隔插入I-1个新的采样值。
有源高通滤波器电路设计
长沙学院课程设计说明书题目有源高通滤波器电路设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 08电气工程及其自动化二班姓名学号指导教师起止日期模拟电路课程设计任务书一．设计题目有源高通滤波器电路设计二．技术参数和设计要求1. 技术参数设计一个能阻挡低频信号，输出高频信号的有源高通滤波电路；2. 设计要求（1）举例说明所设计的有源高通滤波器的广泛应用，并熟悉芯片LM741EN的各引脚功能，以及其应用。
简要说明电路的工作原理。
（2）计算并选择电路元件及参数；（3）仿真调试电路；（4）撰写设计报告及使用说明书。
三．设计工作量设计时间一周，2009年下学期第17周进行。
四．工作计划星期一：布置设计任务，查阅资料；星期二~星期四：设计方案论证，进行电路设计，计算并选择电路元件及参数；星期五：撰写设计报告及使用说明书，进行个别答辩。
五．参考资料1．彭介华，《电子技术课程设计指导》，北京：高等教育出版社，1997；2．高吉祥，《电子技术基础实验与课程设计》，北京：电子工业出版社，2005；3．童诗白，《模拟电子技术基础》，北京：高等教育出版社，1988；4．康华光，《电子技术基础——模拟部分》，北京：高等教育出版社，19885．本课程教材六．指导教师七．系部审批课程设计鉴定表目录一、摘要及关键词 (5)二、Multisim10绘制的原理图 (6)三、Multisim10仿真波特示意图 (7)四、心得体会 (9)五、参考文献 (9)一、摘要及关键词摘要：滤波电路是一种能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置。
工程上常用它来作信号处理、数据传输和抑制干扰等。
我们现在主要讨论模拟滤波器。
以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
村田制作所 电路板插件式 (DC用) EMI静噪滤波器 (EMIFIL) 说明书
Cat.No.C31C-4关于欧盟RoHS指令・本产品目录中的所有产品都符合欧盟RoHS指令。
・欧盟RoHS指令是指欧盟的“关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令2002/95/EC”。
・详情请参见本公司网站“Murata's Approach for EU RoHS”(/info/rohs.html)。
12345624713646769818592目录本产品目录中的EMIFIL r 、EMIGUARD r 、“EMIFIL”和“EMIGUARD”是村田制作所的注册商标。
EMI静噪滤波器选择指南片状铁氧体磁珠开始BLM41P阻抗值为100MHz时的代表值。
2DLW5BS(AH)DLW31SNFM41PNFA31C2220NFM55PNFE61PNFL21SNFA31GNFA21S开始开始片状EMIFIL r共模扼流线圈3EMI静噪滤波器选择指南品种一览表／有效频率范围4品种一览表／有效频率范围5品种一览表／有效频率范围6..............p.21–91............p.146–148BLM03BLM02BLA31BLM31BLM41BLM18BLM21BLM15BLA2ABL01BL02RN1BL02RN2BL03RN2片状铁氧体磁珠铁氧体磁珠电感器o 片状铁氧体磁珠o 铁氧体磁珠电感器" 片状铁氧体磁珠可在几MHz到几GHz频率范围内有效。
片状铁氧体磁珠作为通用静噪元件，被广泛应用于低噪声控制。
" 片状铁氧体磁珠可在低频范围内产生微小的电感。
但是在高频，电感器的电阻分量将成为主要阻抗。
当串联接入噪声产生电路中时，电感器的电阻性阻抗将阻止噪声传播。
DC用EMI静噪滤波器 (EMIFIL r ) 概要介绍7...............p.95–99p.103–105p.114–120.............p.150–158............p.121–122NFE31P NFE61P/HNFM21P NFM31PNFM21CNFM3DCDS-6DS-9DS-9HNFA31C NFA18S806040201510C=2200pF501005001000 NFM18PNFA21S片状EMIFIL r引线型EMIFIL rT型片状EMIFIL ro片状EMIFIL ro T型片状EMIFIL ro引线型EMIFIL r" 该电容器型EMI静噪滤波器对从几MHz到几百MHz的频率具有大噪声静噪效果。
线性技术LTC1560-1小型1MHz低通滤波器设计文件说明书
LTC1560-1: Tiny 1MHz Lowpass Filter Uses No InductorsDesign Note 169Nello Sevastopoulos12/97/169_convL, L T , L TC, L TM, Linear Technology and the Linear logo are registered trademarksof Linear Technology Corporation. All other trademarks are the property of theirrespective owners.The LTC ®1560-1 is a fully integrated continuous-time filter in an SO-8 package. It provides a 5-pole elliptic response with a pin selectable cutoff frequency (f C ) of 1MHz or 500kHz. Several features distinguish the LTC1560-1 from other commercially available high frequency, continuous-time monolithic filters:• 5-pole 0.5MHz/1MHz elliptic in an SO-8 package • 70dB signal-to-noise ratio (SNR) measured at 0.07% THD• 75dB signal-to-noise ratio (SNR) measured at 0.5% THD• 60dB or more stopband attenuation• No external components required other than supply and ground decoupling capacitorsThe LTC1560-1 delivers accurate fixed cutoff frequen-cies of 500kHz and 1MHz without the need for internal or external clocks. Other cutoff frequencies can be ob-tained upon demand; please consult LTC marketing. The extremely small size of the part makes it suitable forcompact designs that were never before possible usingdiscrete RC active or RLC passive filter designs.Frequency and Time-Domain Response Figure 1 shows a simple circuit for evaluating the perfor-mance of the filter. The LTC1560-1 offers a pin-selectable cutoff frequency of either 500kHz or 1MHz. The filter gain response is shown in Figure 2. In the 1MHz mode, the passband gain is flat up to (0.55)(f C ) with a typical ripple of ±0.2dB, increasing to ±0.3dB for input frequencies up to (0.9)(f C ). The stopband attenuation is 63dB starting from (2.43)(f C ) and remains at least 60dB for input frequencies up to 10MHz.The elliptic transfer function of the LTC1560-1 was cho-sen as a compromise between selectivity and transient response. Figure 3a shows the 2-level eye diagram of the filter. The size of the “eye” opening shows that the filter is suitable for data communications applications. Additional phase equalization can be performed with the help of an external dual op amp and a few passive components. This is shown in Figure 4, where a 2nd order allpass equalizer is cascaded with the IC. The allpass function is achievedthrough traditional techniques, namely, passing a signal through a low Q inverting bandpass filter and then per-forming summation with the appropriate gain factors. Figure 3b shows the eye diagram of the equalized filter.DC AccuracyFor applications where very low DC offset and DC accu-racy are required, the DC offset of the filter can be easilycorrected, as shown in Figure 5.Figure 2. Gain vs Frequency of the 1MHz and 500kHzFigure 1. A Typical Circuit for Evaluating the Full Performance of the LT1560-1OUTV FREQUENCY (MHz)G A I N (d B )LINEAR TECHNOLOGY CORPORA TION 1997dn169f_conv LT/TP 1297 340K • PRINTED IN THE USALinear Technology Corporation1630 McCarthy Blvd., Milp itas, CA 95035-7417(408) 432-1900 ● FAX : (408) 434-0507 ● www.linear .com/L TC1560-1The input amplifier stores the DC offset of the IC across its feedback capacitor. The total output DC offset is the input DC offset of the 1/2 LT1364 plus its offset current times the 10k resistor (less than 1.85mV). Upon power-up, the initial settling time of the circuit is dominated by the RC time constant of the DC correcting feedback path; once the DC offset of the LTC1560-1 is stored, the transient behavior of the circuit is dictated by the elliptic filter.ConclusionThe LTC1560-1 is a 5th order, user friendly, elliptic lowpassfilter suitable for any compact design. It is a monolithicreplacement for larger, more expensive and less accurate solutions in communications and data acquisition.Figure 5. A DC Accurate 500kHz/1MHz Elliptic Filter with an Output Buffer for Driving Cables or Capacitive LoadsFigure 3b. 2-Level Eye Diagram of the Equalized FilterFigure 3a. 2-Level Eye Diagram of the LTC1560-1 Before EqualizationFigure 4. Augmenting the LTC1560-1 for Improved Delay FlatnessOUTVV。
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中北大学课程设计说明书学生XX：朱燕梅学号：0805014102学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术题目：滤波器变换指导教师：李永红职称:讲师2011 年6 月25 日中北大学课程设计任务书2010/2011 学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：朱燕梅学号：0805014102 课程设计题目：滤波器变换起迄日期： 6 月13 日～6 月24 日课程设计地点：中北大学指导教师：李永红系主任：程耀瑜下达任务书日期: 2011 年 6 月13 日课程设计任务书课程设计任务书目录摘要10一、数字滤波器11一、1 数字滤波器的基本概念11一、2 数字滤波器的分类12一、3 数字滤波器的MATLAB实现13二、双线性变换法13二、1 双线性变换法知识简介13二、2 双线性变换法设计数字滤波器原理14三、设计任务及方案选择15三、1 设计任务与要求15三、2 方案设计16四、程序设计与调试18四、1 程序设计与说明18四、2 仿真结果与分析19五、心得体会21参考文献21摘要数字滤波器是数字信号处理的基础，用来对信号进行过滤、检测与参数估计等处理，在通信、图像、语音、雷达等许多领域都有着十分广泛的应用。
尤其在图像处理、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展和成就。
鉴于此，数字滤波器的设计就显得尤为重要。
此报告重点介绍了用双线性不变法设计IIR数字滤波器的基本流程，比较了各种设计方法的优缺点，总结了模拟滤波器的性能特征。
最后以双线性不变法设计了一个高通巴特沃斯FIR数字滤波器，介绍了设计步骤，然后在Matlab环境下进行了仿真与调试，实现了设计目标。
关键字：数字滤波器MATLAB 双线性一、数字滤波器一、1 数字滤波器的基本概念数字滤波器是数字信号处理的重要基础，是对信号都是过滤检测与参数估计等处理过程中，它是使用最为广泛的一种线性系统。
数字滤波器处理的对象是经由采样期间将模拟信号转换而得到的数字信号。
数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的，用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统。
数字滤波器的输入是一组数字量。
它本身既可以是用数字硬件装配而成的一台用于完成给定运算的专用数字计算机，也可以是将所需的运算编写的程序通过计算机来执行。
数字滤波器具有稳定性高、精度高、灵活性大等突出优点。
随着数字技术的发展，用数字技术实现滤波器的功能愈来愈受到人们的重视，并得到了广泛的应用。
数字滤波器的数学运算通常有两种实现方式。
一种是频域法，即利用FFT快速运算方法对输入信号进行离散傅里叶变换，分析其频谱，然后再根据所希望的频率特性进行滤波，再利用傅里叶反变换得到时域信号。
这种方法具有较好的频域选择特性和灵活性，并且由于信号频率与所希望的频率特性是简单的相乘关系，所以它比计算等价的时域卷积要快得多。
另一种方法是时域法，这种方法是通过离散的抽样数据做差分数学运算来达到滤波目的的。
一、2 数字滤波器的分类数字滤波器按照不同的分类方法，可分为许多种，但总体来讲可以分成两大类。
一类称为经典滤波器，即一般滤波器，特点是输入信号中有用的频率成分和希望滤除的频率成分各占有不同的频带，通过一个合适的选频滤波器达到滤波的目的。
但对于一般滤波器，如果信号和干扰的频带互不重叠，则不能完成对干扰的有效滤除，这是需要采用另一类所谓的现代滤波器，例如维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应滤波器等最佳滤波器，这些滤波器可按照随机信号内部的一些统计分布规律，从干扰中最佳地提取信号。
从功能上，一般数字滤波器可以分为低通、高通、带通、带阻和全通等，此种分类方法是和模拟滤波器一样的。
一、3 数字滤波器的MATLAB实现MATLAB工具箱未滤波器的设计应用提供了丰富而简便的方法，如函数方法和图形工具方法等，使原来非常繁琐复杂的程序设计变成了简单的函数调用，为滤波器的设计和实现开辟了广阔的天地。
数字滤波器的一般设计过程为：按照实际需要，确定滤波器的性能要求；用一个因果的、稳定的离散线性时不变系统，去逼近这一性能指标；用有限精度的运算实现所设计的系统；通过模拟，验证所设计的系统是否符合给定性能要求。
二、双线性变换法二、1 双线性变换法知识简介脉冲响应不变法的主要缺点是产生频率响应的混叠失真。
这是因为从S平面到Ｚ平面是多值的映射关系所造成的。
为了克服这一缺点，可以采用非线性频率压缩方法，将整个频率轴上的频率X围压缩到-π/T～π/T之间，再用z=e sT转换平面的-π/T～π到Z平面上。
也就是说，第一步先将整个S平面压缩映射到S1/T一条横带里；第二步再通过标准变换关系z=e s1T将此横带变换到整个Z平面上去。
这样就使S平面与Z平面建立了一一对应的单值关系，消除了多值变换性，也就消除了频谱混叠现象。
由图2-1看出，在零频率附近，模拟角频率Ω与数字频率ω之间的变换关系接近于线性关系；但当Ω进一步增加时，ω增长得越来越慢，最后当Ω→∞时，ω终止在折叠频率ω=π处，因而双线性变换就不会出现由于高频部分超过折叠频率而混淆到低频部分去的现象，从而消除了频率混叠现象。
图2-1二、2 双线性变换法设计数字滤波器原理将S 平面j Ω轴压缩变换到s1平面j Ω轴上的-π/T 到π/T 一段，可以采用以下变换关系：⎪⎭⎫⎝⎛Ω=Ω2tan 1T这样±∞=Ω变换到Tπ±=Ω1，0=Ω变换到01=Ω，可将上式写成22221111T jT j T j T jeee e j Ω-ΩΩ-Ω+-=Ω令s j =Ω，11s j =Ω，解析延拓到整个s 平面和s1平面，可得22221111T s T s T s T s eee e s --+-=再将1s 平面通过以下变换关系映射到z 平面，即T s e z 1=从而得到s 平面和z 平面的单值映射关系为1111--+-=z z s ssz -+=11 一般来说，为了使模拟滤波器的某一频率与数字滤波器的任一频率有对应关系，可引入待定常数c ，fT πω2=Ts Ts e e c s 1111--+-=将T s e z 1=代入到上式，可得1111--+-=z z c ssc sc z -+=在MATLAB 中，双线性Z 变换可以通过bilinear 函数实现，其调用格式为：[Bz ，Az]＝bilinear(B ，A ，Fs)；其中B ，A 为模拟滤波器传递函数G (s )的分子分母多项式的系数向量，而Bz ，Az 为数字滤波器的传递函数H (z )的分子分母多项式的系数向量。
三、设计任务及方案选择三、1 设计任务与要求利用MATLAB 仿真软件系统结合双线性变换法设计一个数字高通滤波器。
已知某低通滤波器的截止频率为50Hz ，抽样频率为500Hz ，用双线性变换法设计的数字滤波器的系统函数为2121412802.014298.11)21(0674553.0)(----+-++=z z z z z H L求变换出截止频率为200Hz ，抽样频率仍为500Hz 的数字高通滤波器。
三、2 方案设计(一)数字频带法： 1. 采用双线性变换法：1) 将数字滤波器指标转换为模拟滤波器指标。
w c =2πf c ×fs 1=2π×50×5001=0.2π c Ω=T 2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2tan w c =1000×⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2tan w c =325 2) 根据归一化模拟滤波器函数和系统的截止频率设计所要求的模拟滤波器。
)(s H =)(Ωs Han =)325(sHan =23253254142136.111⎪⎭⎫⎝⎛++s s3) 将模拟滤波器转换为数字滤波器)(z H =)(s H |11112--+-=z z T s =2121412802.014298.11)21(0674553.0----+-++z z z z2. 低通到高通的转换低通原型为：2121412802.014298.11)21(0674553.0)(----+-++=uu u u u H L 由数字低通变数字高通的公式：()u z G ==zz αα++-1，α=]2/)cos[(]2/)cos[(Wu Wc Wu Wc -+根据W=ΩT 可得原数字低通滤波器的截止频率Wc=2π×50×5001 所求高通滤波器的截止频率Wu=2π×200×5001 因此α=ππ50020050cos 50050200cos-+=0 u =zz αα++-1=z -这样，所求高通滤波器的系统函数为：)(z H =)(u H L |u =z -=2121412802.014298.11)21(0674553.0----+++-zz z z（二）模拟频带法：由设计方案过程可知，此高通滤波器设计相当于由一个二阶巴特沃斯低通滤波器)(s H aL =24142136.111S S ++设计截止频率为200Hz ，抽样频率为500Hz 的数字高通滤波器。
利用双线性变换法设计f c =200Hz,f c =500Hz 的高通数字滤波器，将数字滤波器的截止频率w c 变成模拟高通滤波器的截止频率c Ω。
w c =2πf c T=2πf c /f c =5002002⨯π=0.8π c Ω==1000=3.0776835×103根据H a (s)=H aL (s)|s=Ω/s 将模拟低通滤波器映射成模拟高通滤波器。
得：H a (s)=H aL (s)|s=Ω/s =222104142136ΩSS s+Ω+用双线性变换法将模拟高通滤波器映射成数字高通滤波器。
H(z)=H a (s)|11112--+-=ZZ T S =2121412802.014298.11)21(0674553.0----+++-z z z z 四、程序设计与调试四、1 程序设计与说明N=2; Fs=500; fch=200; wch=2*pi*fch/Fs;[z,p,k]=buttap(N); %设计模拟原型低通滤波器 [b,a]=zp2tf(z,p,k); %变零极点增益形式为系统传递函数形式 [h,w]=freqs(b,a,512); %求模拟低通滤波器的频率响应 mag=abs(h);db1=20*log10((mag+eps)/max(mag)); Omegach=2*Fs*tan(wch/2);[Bs,As]=lp2hp(b,a,Omegach%原型低通模拟滤波器转换为高通模拟滤波器 [Bz,Az]=bilinear(Bs,As,Fs) %模拟低通滤波器转换为数字滤波器[H,W]=freqz(Bz,Az,512); %求数字高通滤波器的频率响应m=abs(H);db2=20*log10((m+eps)/max(m));figure(1);subplot(1,1,1);plot(w/pi,db1);title('模拟低通滤波器');ylabel('幅度');axis([0,4,-40,0]);grid %绘制模拟低通频率特性figure(2);subplot(1,1,1);plot(W/pi,db2);title('数字高通滤波器');ylabel('幅度');axis([0,1,-100,0]);grid %绘制数字高通频率特性四、2 仿真结果与分析将设计好的程序在matlab软件下进行仿真，得到仿真波形。