Hz工频信陷波器设计

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50Hz陷波器设计(matlab)

源代码：%陷波器的设计%陷波器的传输函数为% B(1/z) (z-exp(j*2*pi*f0))*(z-exp(-j*2*pi*f0))%H(z) = -------- = --------------------------------------------% A(1/z) (z-a*exp(j*2*pi*f0))*(z-a*exp(-j*2*pi*f0))%其中f0为陷波器要滤除信号的频率，a为与陷波器深度相关的参数，a越大，深度越深。

%%已知信号中50Hz工频干扰，信号为x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts);%要求通过陷波器滤除50Hz干扰信号%参数设置：采样率Ts=0.001s，采样长度：512点clf;clear;%设置初值f0=50;Ts=0.001;fs=1/Ts;NLen=512;n=0:NLen-1;%陷波器的设计apha=-2*cos(2*pi*f0*Ts);beta=0.96;b=[1 apha 1];a=[1 apha*beta beta^2];figure(1);freqz(b,a,NLen,fs);%陷波器特性显示x=sin(2*pi*50*n*Ts)+sin(2*pi*125*n*Ts);%原信号y=dlsim(b,a,x);%陷波器滤波处理%对信号进行频域变换。

xfft=fft(x,NLen);xfft=xfft.*conj(xfft)/NLen;y1=fft(y,NLen);y2=y1.*conj(y1)/NLen;figure(2);%滤除前后的信号对比。

subplot(2,2,1);plot(n,x);grid;xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Input signal');subplot(2,2,3);plot(n,y);grid;xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Filter output');subplot(2,2,2);plot(n*fs/NLen,xfft);axis([0 fs/2 min(xfft) max(xfft)]);grid;xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Input signal');subplot(2,2,4);plot(n*fs/NLen,y2);axis([0 fs/2 min(y2) max(y2)]);grid;xlabel('Frequency (Hz)');ylabel('Magnitude (dB)');title('Filter output');100200300400500600-2-112Time (s)A m p l i t u d eInput signal100200300400500600-2-112Time (s)A m p l i t u d eFilter output010020406080100120M a g n i t u d e (d B )010020406080100120M a g n i t u d e (d B )。

陷波器设计

陷波器设计由传递函数的零点和极点可以大致绘出频率响应图。

在零点处，频率响应出现极小值；在极点处，频率响应出现极大值。

因此可以根据所需频率响应配置零点和极点，然后反向设计带陷数字滤波器。

考虑一种特殊情况，若零点 Z |在第1 象限单位圆上，极点P i 在单位圆内靠近零点的径向上。

为了防止滤波器系数出现复数，必须在z 平面第4象限对称位置配置相应的共轭零点Z j 、共轭极点p i < 这样零点、极点配置的滤波器称为单一频率陷波器，在频率①o 处出现凹陷而把极点设置在零的的径向上距圆点的距离为1-卩处，陷波器的传递函数为：(Z Z 1)(Z Z 2) (z (1 )zj(z (1 )Z 2)式⑶ 中卩越小，极点越靠近单位圆，贝擞率响应曲线凹陷越深，凹陷的宽度也越窄。

当需要消除窄带干扰而不能对其他频率有衰减时，陷波器是一种去除窄带干扰的理想数字滤波器。

当要对几个频率同时进行带陷滤波时，可以按 (2)式把几个单独频率的带陷滤波器(3)式串接在一起。

一个例子：设有一个输入，它由50Hz 信号和100Hz 信号组成。

50Hz 是一个干扰信号，要设计一个50 Hz 的带陷滤波器，采样频率为400Hz=12 50/400/4因此z 平面上的零极点可设置为/4P 1 0.999ej /4=0.999(COS ： j sin ：) 0.999(0.707 j0.707) 7064 j7063它的传递函数为陷波器是无限冲击响应差分方程表示： My(n) aX n式中：x(n)和y(n)分别为输人和输出信号序列；a ：和b 为滤波器系数。

对式(1)两边进行z 变换，得到数字滤波器的传递函数为：Ma i z 1H(z) + b i z 1I 0式中：Z |和P i 分别为传递函数的零点和极点。

i)(IIR)数字滤波器，该滤波器可以用以下常系数线性by( n I) (1)I 1M(z Z |)■N ----------⑵(z P i ) I 1H(z)P 1 展开式为乙0.999e/4e j /4= cos_ 42 2j sin 40.707 j0.707(z Z i)(z Z1)(Z P i)(z p 1) (z 0.707 j0.707)(z 0.707 j 0.707)(z 0.7063 j0.7063)(z 0.7063 j0.7063)2z 1.414z 1 1 1.414z2z 1.4126z 0.999 1 1.4126z 0.999z因此分子系数是[1 1.414 1] 差分方程有y(n) a(2)y( n 1) a(3)y(n y(n) x(n) b(2)x( n 1) ;分母系数是[1 1.4126 0.999]。

电子线路设计02-50Hz信号陷波电路的设计

电子线路设计与制作
【实验题目】：50Hz工频干扰信号的陷波电路设计与实现
【实验目的】：
通过该题目的设计和制作实践，了解双T型带阻滤波器的一般模型和工作原理，并进行电路的设计和调试，掌握函数信号发生器的使用方法，掌握示波器的使用方法，通过实验结果更加深入理解模拟电子线路及技术的理论，培养学生自己动手进行单元电路设计与制作的能力，增进工程实践能力。

【设计内容及要求】：
①基本设计内容
设计与制作一个50Hz信号的陷波电路，主要技术指标：
1.采用双T型电路实现50hz 陷波功能
2.函数信号发生器选择正弦波档位，输出信号频率范围：30Hz<fo <70Hz
3.使用示波器观察陷波后的波形，实现陷波功能
②设计要求
带有正反馈的双T陷波电路
图1
双T网络电路可视为由两个单T网络并联而成：一个单T网络由两个电阻R 和电容2C组成，是一个低通滤波器；另一个单T网络由余下两个电容C和电阻R/2组成，是一个高通滤波器。

1.电路能够滤除频率为的信号，设计电路并计算所用元件的参数值，如
没有图中所示的阻容参数值，可采用电阻串并联，电容串并联的方法解决。

2.画出50Hz 陷波电路的原理图并进行焊接调试。

3.用函数信号发生器输出规定频率信号给陷波电路，并用示波器观察波形和陷波结
果。

4.撰写实验报告。

“数字工频陷波器”实验设计

但在多年 “数字信号处理 ”这门课程理论与实验的教学中发现，部分学生学习完本课程以后并没有对这门课的理论和技术产生浓厚的兴趣，反而是
产生了畏难情绪［２］。究其原因，第一，该课程理论性较强，公式繁多；第二，集成开发环境的配置、命令文件的编辑等工作有一定难度；第三，实验多为验证性实验，脱离工程实践，没有综合应用各种软硬件工具、跨课程的、完整按照一个系统设计的实验［３，４］。
为了解决这一矛盾，我校课程组教师结合工程实际，开发了一系列实验，这些实验难度不大，综合运用几门课程的知识，有仿真有实践，效果直观，容易引起学生共鸣，从而激发学生对这门课产生浓厚兴趣。本文以“数字工频陷波器”为例，来说明设计的实验可以有效提高学生的综合能力，同时积累工
收稿日期：２０１９０６０４；修回日期：２０１９１１０１基金项目：兰州交通大学实验教改项目（２０１９０５２）；兰州交通大学教改项目（ＪＧＺ２０１８１７）第一作者：苗新法（１９７９），男，硕士，副教授，主要从事电路与系统方面的教学和研究工作，Ｅｍａｉｌ：ｘｉｎｆａ１９０＠１６３．ｃｏｍ
基于互联网的具有沉浸感的虚拟仿真实验室是依托计算机仿真计算机图形学人机接口多媒体技术以及传感技术发展起来的创新型实验模式也必将成为未来的发展趋势如何利用虚拟现实技术来辅助教学值得深入研究和探索
第４２卷第２期２０２０年４月
电气电子教学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥ
Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．２Ａｐｒ．２０２０
“数字工频陷波器”实验设计
苗新法，彭静
（兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州７３００７０）
摘要：本文设计了“数字工频陷波器”实验，基于学生已学课程，综合运用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ、Ｍａｔｌａｂ等软件工具作辅助开发，使用运算放大器、单片机等

基于UAF42通用滤波芯片的50Hz陷波器设计

第27卷　第8期2006年8月仪器仪表学报Chinese Journal of Scientific InstrumentVol127No18Aug12006基于UAF42通用滤波芯片的50H z陷波器设计3颜　良1　陈儒军1,2　刘　石1　陈一平11(中南大学信息物理工程学院　长沙　410083)2(中南大学信息科学与工程学院　长沙　410083)摘要　为了压制工业电源的干扰(如50Hz干扰),经常要在输入电路中采用陷波电路。

由于传统的双T陷波电路对元件的精度和对称性要求比较高,在实际中很难调试。

文中介绍的由通用滤波器芯片UA F42构成的50Hz陷波电路克服了这方面的缺点。

实验结果表明:基于UA F42设计的50Hz陷波器的频率响应达到了设计要求,具有调试方便、对元件精度要求不高的优点。

关键词　陷波器　UAF42　FIL TER42中图分类号　TP337　文献标识码　A　国家标准学科分类代码　510110Design of a50H z notch f ilter using the universal active f ilter chip UAF42Yan Liang1　Chen Rujun1,2　Liu Shi1　Chen Yiping11(School of I nf o2p hysics and Geomatics Engineering,Cent ral S out h Universit y,Changsha410083,China)2(College of I nf ormation Science and Engineering,Cent ral S outh Universit y,Changsha410083,China)Abstract　To supp ress t he50Hz interference,a notch filter is needed in pre2stage circuit.The conventional twin2T network requires high2p recision component s and st rict symmet ry,but it is difficult to t une.The50Hz notch filter using t he universal active filter chip(UA F42)eliminates above disadvantages.The experiment re2 sult s show t hat t he50Hz notch filter using UA F42meet s t he design requirement s.The design has t he advanta2 ges of easy t uning and lower component tolerance requirement.K ey w ords　notch filter　UA F42　FIL TER421　引言物探仪器工作频率低,且一般在野外工作,易于受外界信号干扰,特别是在此频率段内受到强烈的干扰源,如50Hz或60Hz市电电网信号影响。

电子线路设计02-50Hz信号陷波电路的设计

1.电路能够滤除频率为的信号，设计电路并计算所用元件的参数值，如
没有图中所示的阻容参数值，可采用电阻串并联，电容串并联的方法解决。

2.画出50Hz 陷波电路的原理图并进行焊接调试。

3.用函数信号发生器输出规定频率信号给陷波电路，并用示波器观察波形和陷波结
果。

4.撰写实验报告。

自适应陷波器课程设计

一．课程设计的主要内容与基本要求：
1.1 主要内容
在通信系统和电子系统中，经常会受到诸如 50Hz 工作频率等单频或窄带干扰的影响。这种干扰的存在，严重影响了信号接收或检测的可靠性和正确性，需要采用自适应信号陷波器消除此干扰。当自适应噪声抵消系统的参考输入为单一频率正弦信号时，则系统可以构成自适应信号陷波器。本设计主要内容是在掌握自适应滤波器原理的基础上，设计一个陷波器，从宽带滤去单一音频信号干扰。方案的选择：
主要参考资料：
1. 胡广书. 现代信号处理教程. 清华大学出版社. 2005.06 2. 高西全. 数字信号处理. 西安电子科技大学出版社. 2009.01 3. matlab 信号处理相关书籍 4. 相关网络资源 685 5. /bookfiles/734/10073422620.shtml
其中 x(k)是带有特定频率干扰的信号，也即输入的原始信号，可见它是从自适应滤波器的期望信号端输入的；而 sin(2π f0/fs k)和 cos(2π f0/fs k)，是我们已知的频率为 f0 的干扰信号（其中 fs 是采样率），将它们分别乘以 W1 和 W2 进行适当的线性组合，就可以使其输出 y(k)接近实际的干扰，最后输出的误差 e(k)就是我们感兴趣的信号。如何进行 W1 和 W2 的选择这其实是自适应算法需要完成的工作，具体来说就是采用某种准则来构建一个关于误差 e(k)的函数，通过是误差 e(k)最小化来求得 W1 和 W2，最常用的准则就是使误差的均方和最小。
当我们知道原始信号里的干扰信号频率是多少时例如最常见的50hz工频干扰这时我们只需要知道这个干扰信号的相位和幅度然后就可以完全的再现这个干扰信号然后我们就可以直接的从原始信号中将其减去从而就得到了我们想要的信号成分

心电信号50Hz陷波器的FPGA实现

收稿日期:2009-03-23心电信号50H z 陷波器的FPG A 实现林　霖,张志德(南方医科大学　生物医学工程学院,广东广州510515)〔中图分类号〕TH772+11 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1002-2376(2009)07-0020-03 〔摘　要〕在心电信号(ECG )检测系统中,采集到的心电数据具有信号弱、频率低、干扰大的特点,特别是50H z 的工频干扰。

本文根据IIR 滤波器的原理,设计出用于抑制50H z 工频噪声的陷波器。

利用Matlab 对所设计的陷波器作性能仿真,并根据陷波器的参数编写相应的verilog 程序,最后用Quartus II 对硬件代码进行前仿真,仿真结果显示所设计的陷波器对50H z 工频干扰有良好的滤波效果。

〔关键词〕心电信号;50H z 工频干扰;IIR 滤波器;matlab ;verilog0　导言人体的心电信号是一种低频率的微弱信号,幅度为5～10mV ,频率为0105～250H z 。

整个心动周期信号带宽主要集中在0～58±19H z ,P 波带宽为0～8±3H z ,QRS 波带宽为0～55±19H z ,T 波带宽为0～11±2H z 。

由于心电信号直接取自人体,所以在心电采集的过程中不可避免会混入各种干扰信号。

常见的干扰有工频干扰、电极极化干扰、肌电干扰、基线漂移和信号处理中所用电设备产生的仪器噪声等。

其中50H z 工频干扰是由电力系统引起的一种干扰,由50H z 及其谐波构成,它在频谱上和心电信号重叠,严重时可完全淹没ECG 心电信号或使基线漂移剧烈。

因此,必须对原始心电信号进行滤波处理,以抑制50H z 工频噪声。

本文运用IIR 滤波器原理设计抑制50H z 工频干扰的陷波器,用matlab 作性能验证。

最后编写相应的verilog 程序,并用Quartus II 对硬件代码进行前仿真。

50hz陷波器课程设计

50hz陷波器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解50Hz陷波器的基本原理，掌握其电路构成及工作原理。

2. 学生能掌握陷波器的设计方法，包括电路参数的计算和元件的选择。

3. 学生了解50Hz陷波器在实际应用中的功能，如消除电力线干扰等。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建一个简单的50Hz陷波器电路。

2. 学生能够运用示波器、信号发生器等仪器，测试陷波器的性能，并分析测试结果。

3. 学生能够通过团队合作，解决在设计过程中遇到的问题，提高实际操作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，增强学习动力，培养创新意识。

2. 学生在学习过程中，养成积极思考、主动探究的良好习惯。

3. 学生通过合作学习，培养团队精神，提高沟通与协作能力。

本课程针对高中电子技术课程，结合学生已有知识基础和认知特点，注重理论与实践相结合，培养学生实际操作能力和团队协作精神。

通过本课程的学习，学生能够掌握50Hz陷波器的设计与应用，为后续电子技术课程打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 50Hz陷波器的基本原理：介绍陷波器的作用、原理，以及其在电子技术中的应用。

2. 陷波器电路构成及工作原理：详细讲解陷波器的电路构成，包括电阻、电容、运算放大器等元件的作用，以及陷波器的工作原理。

3. 电路参数计算与元件选择：教授如何根据实际需求计算陷波器的电路参数，并指导学生进行元件的选择。

4. 50Hz陷波器设计方法：分析不同类型的陷波器设计方法，以实例形式讲解具体设计步骤。

5. 陷波器性能测试与评估：介绍测试陷波器性能的仪器及方法，如示波器、信号发生器等，并教授如何分析测试结果。

6. 实际应用案例分析：通过分析陷波器在实际应用中的案例，使学生更好地理解其功能。

教学内容安排和进度：1. 第1课时：50Hz陷波器基本原理及作用。

2. 第2课时：陷波器电路构成及工作原理。

3. 第3课时：电路参数计算与元件选择。

hz工频信号陷波器设计

第1章摘要本文介绍一种基于运算放大器的工频信号陷波器的设计与制作，用以消除叠加在频率为1kHz以上的测试信号中所包含的50Hz工频信号。

叙述内容包括工频信号陷波器的工作原理与设计思路，介绍了陷波器的参数计算及其选择，通过multisim 仿真，记录和分析了该陷波器的工作特性与陷波性能，论证了该陷波器的可行性。

此次设计的陷波器优点是：陷波性能良好，带宽较小，品质因数Q可调，即滤波性能便于调整，电路线路简单，具有实际应用价值。

缺点是：对于元器件的参数要求高，需要仔细调节。

第2章设计原理概述及设计要求2.1陷波器的基本原理及作用陷波器也称带阻滤波器（窄带阻滤波器），它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。

所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时，就经常用到陷波器。

在我国采用的是50hz频率的交流电，所以在平时需要对信号进行采集处理和分析时，常会存在50hz的工频干扰，对我们的信号处理造成很大干扰，因此50Hz陷波器在日常成产生活中被广泛应用，其技术已基本成熟。

工频陷波器不仅在通信领域里被大量应用，还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表测量及计算机技术等领域有着广泛的应用。

2.2设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：完成电路的multisim仿真；3：完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果);4：提交一份电路原理图第3章基于运算放大器的工频信号陷波器设计3.1理论分析f和抑制带宽BW之间的关系为：陷波器的实现方法有很多，本次设计采用的是电路比较简单，易于实现的双T 型陷波器。

双T型带阻滤波器的主体包括三部分内容：选频部分、放大器部分、反馈部分。

此陷波器具有良好的选频特性和比较高的Q值。

图3.1.2双T 型陷波器电路图中，2A 用作放大器，其输出端作为整个电路的输出。

1A 接成电压跟随器的形式。

因为双T 网络只有在离中心频率较远时才能达到较好的衰减特性，因此滤波器的Q 值不高。

心电信号工频干扰陷波器的设计与实现

心电信号工频干扰陷波器的设计与实现张喜红;王玉香【摘要】Taking C8051F362 as the core processor, designs FIR filter by means of window function method to develop portable and low cost ECG monitoring device. On Mattlab simulation platform, designs 30 Hz and 40 Hz low pass filters, and makes the two cascade combination for a 50 Hz notch filter, then applies the heuristic method and zero, pole adjustment method to adjust the filter coefficient of notch filter, and makes the filter to meet the requirements of ECG filtering and adapt to transplantation to C8051F362 single-chip computer. Tests the notch filter with a lot of ECG data in the MIT-BIH database, and the results demonstrate the validity and superiority of this algorithm.%为了使心电监护装置便携化、低成本，以C8051F362为核心处理器，利用窗函数法设计FIR型滤波器。

借助Matlab仿真平台，设计了30 Hz低通滤波器和40 Hz低通滤波器，并将二者级联组合为一个50 Hz陷波器，再采用试探法和零、极点调整法对陷波器的滤波系数进行调整，使其满足心电滤波要求，并能移植到C8051F362单片机上。

实验五、陷波器

12．根据系统设计要求和步骤，调整电路RC值，得出实验要求的电路幅频曲线，并记录电路元器件参数；
四、实验步骤
（二）硬件电路实践 1. 首先将直流稳压电源接成正负电源形式，并调整电压旋钮将输出电压调至±12v，关闭电源； 2. 实验板如图：将电源插在J9电源插座上，注意实验板上的正负电源线的颜色，把对应的电源插头插到直流稳压电源上，检查无误后，打开电源，实验板上两个指示灯亮，说明连接正确，否则连接有误，请检查电源连接； 3. 调零：用示波器检查J6(Vout)电位，并调整RV1，使J6电位为0V；
1# 增益控制 2# 阻抗变换 3# 陷波 4# 阻抗变换
调零
实验电路板
信号输出
调零
陷波器
信号输入
电源
安全隔离
二、基本原理
由节点导纳方程可以得到电路的传递函数为：
A( s) ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Vo( s) = Vi ( s) Avf [1 + ( 1 + 2(2 − Avf ) s
ωn
s
)2 ] +( s
ωn
陷波器仿真、实验五陷波器仿真、制作与调试
http://218.199.94.50
张日欣 2009.4
一、实验目的
1．熟悉陷波器的类型与特性以及在ECG放大器中的作用； 2．学习双T陷波器的设计方法，掌握陷波器的相关指标； 3．掌握陷波器的调试方法，调试陷波器电路，使调试后的陷波器达到以下主要指标：
（1）在仿真信号源[simulation sources]工具箱中选择正弦波1K信号源，并放入设计图合适位置，并连入电路中；（2）设置信号源参数：信号源标识；[attribute]->[part]为100hz；

50Hz陷波器设计(matlab)

xfft=fft(x,NLen);xfft=xfft.*conj(xfft)/NLen;y1=fft(y,NLen);y2=y1.*conj(y1)/NLen;figure(2);%滤除前后的信号对比。

Hz工频信号陷波器设计

H z工频信号陷波器设计Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#第1章摘要本文介绍一种基于运算放大器的工频信号陷波器的设计与制作，用以消除叠加在频率为1kHz以上的测试信号中所包含的50Hz工频信号。

叙述内容包括工频信号陷波器的工作原理与设计思路，介绍了陷波器的参数计算及其选择，通过multisim仿真，记录和分析了该陷波器的工作特性与陷波性能，论证了该陷波器的可行性。

此次设计的陷波器优点是：陷波性能良好，带宽较小，品质因数Q可调，即滤波性能便于调整，电路线路简单，具有实际应用价值。

缺点是：对于元器件的参数要求高，需要仔细调节。

第2章设计原理概述及设计要求陷波器的基本原理及作用陷波器也称带阻滤波器（窄带阻滤波器），它能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。

所以当电路中需要滤除存在的某一特定频率的干扰信号时，就经常用到陷波器。

工频陷波器不仅在通信领域里被大量应用，还在自动控制、雷达、声纳、人造卫星、仪器仪表测量及计算机技术等领域有着广泛的应用。

设计要求1：完成题目的理论设计模型；2：完成电路的multisim仿真；3：完成一份设计说明书(其中包括理论设计的相关参数以及仿真结果);4：提交一份电路原理图第3章基于运算放大器的工频信号陷波器设计理论分析0f 和抑制带宽BW 之间的关系为：陷波器的实现方法有很多，本次设计采用的是电路比较简单，易于实现的双T 型陷波器。

双T 型带阻滤波器的主体包括三部分内容：选频部分、放大器部分、反馈部分。

此陷波器具有良好的选频特性和比较高的Q 值。

图双T 型陷波器电路图中，2A 用作放大器，其输出端作为整个电路的输出。

低通50Hz陷波器课程设计报告

中南民族大学电子技术课程设计报告题目学院专业年级姓名学号指导教师年月日指导教师评语：总分：指导教师签名：电子技术课程设计任务书设计题目：（选题题目）学生姓名：学号：专业班级：一、设计条件1．可选元件（1）选题规定的“可选、限选元件”（2）电阻、电容、电感、电位器等，按需使用（3）自备元件2．可用仪器万用表，示波器，交流毫伏表，信号发生器，直流稳压电源二、设计任务及要求1．设计任务根据技术要求和已知条件，完成选题电路的设计、装配与调试。

2．设计要求（1）选题规定的“设计内容和要求”；（2）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

包括：计算电路元件参数、选择元件、画出总体电路原理图；（3）用软件仿真整体或部分核心实验电路，得出适当结果；（4）装配、调试作品，按规定格式写出课程设计报告书。

三、时间安排1．第12周前：布置设计任务，讲解设计要求、实施计划、设计报告等要求。

2．第14周前：理解课题要求，准备元器件。

3．第15～16周：资料查阅，方案设计，模拟仿真，实际制作。

4．第17～18周：完成设计与制作，答辩，提交设计报告。

指导教师签名：年月日一、实验名称低通50Hz 陷波器二、实验要求设计一个低通50Hz 陷波电路，要求直流稳压电源供电，多级有源滤波： ① 3dB 低通截止频率：100Hz （可选：扩展到1dB ） ② 3dB 带阻中心频率：50Hz （可选：扩展到1dB ） ③ 总电压增益：≥10（可选：扩展到100）三、实验目的1、掌握有源滤波电路的设计方法2、掌握二阶有源带阻滤波器电路的设计方法3、了解有源滤波电路的性能特点4、了解二阶有源带阻滤波器的性能特点5、掌握有源滤波电路的安装与调试方法6、掌握二阶有源带阻滤波器的安装与调试方法7、掌握滤波器有关参数的测量、计算方法8、理论应用于实践，增强动手能力四、相关概念①、有源滤波电路：若滤波电路含有有源元件（双极型管、单极型管、集成运放）组成，成为有源滤波电路。

50Hz陷波器设计

50Hz陷波器设计
实验二
50Hz陷波器设计
实验目的
1.掌握运算放大器在信号处理中的作用
2.了解滤波器的构成、特性和工作原理
3.掌握有源双T结构50Hz陷波器电路的设计、实验
和测试方法。

实验器材
直流稳压电源信号发生器
交流毫伏表示波器万用表
消耗性材料
L M324运算放大器电阻电容导线
实验原理
50Hz陷波器的设计
50Hz陷波器可以采用如下图所示正反馈的有源双T带阻滤波器，该电路的Q值随着反馈系数f的
增高而增大)1(41f Q ?=B
Q 0
ω=1
2ωω?=B
实验内容
50Hz陷波器
设计一个50Hz陷波器，采用Q值可调的有源双“T ”带阻滤波器电路(图1)，计算电路参数，连接并调试电路，将R W 调节到一个固定位置，使f=0.90，改变输入信号v i 的频率（v i =50mv），观察输出信号V O 的变化并画出幅频特性曲线。

然后改变R W 的位置,使f=0.70，重复上述动作，画出另一条幅频特性曲线限制条件：C 1=0.047μ，R W =10k
50Hz陷波器实验电路。

9、50HZ陷波器的选用

对于50Hz 陷波器来说，陷波器的中心频率为50Hz ，中心角频率为100 rad/s 一、50Hz 双T 陷波器1结合可用的电容电阻，决定R 、C 值。

于是先选定C3值约为10/50＝0.2 uF ，于是C1=C2=0.1uF 则可以求出R ：这里可选电阻为R ＝31.8k （考虑电阻精度偏差可选取）R4、Rf 决定了Q 值，Q 值越大，陷波宽带越窄，因此根据公式可知当A<2且接无限近于2时，Q 越大。

于是可知Rf/R4<1且无限接近于1但实际上由于元件精度与及元件非理想元件，这会使得陷波的中心频率不是落在50Hz ，因此为减少实际的误差，Q 不宜取太大于是可选电阻为Rf ＝4.7k ，R4＝4.75k于是可得电路图如下：用ORCAD 仿真可得：从仿真效果来看，中心频率接近与50Hz，且可以有效陷波。

二、可调Q值50Hz双T陷波器由公式可知，R、C的选取与第一个相同，于是可取值为：R=31.8k，C＝0.1uFR1,R2可以用一个4k电位来取代，用来调节Q值。

以下用两种不同比值调试：R1:R2=1:3999时有对应仿真结果：R1：R2＝50：3950时有对应仿真结果：由此可见这种结构的电路可以调节其Q值，从而使调节带宽，当中心频率接近50Hz时，可调节Q，使带宽展宽，从而达到滤除50Hz干扰目的。

三、带通与加法器构成的50Hz陷波器由公式可知，这种滤波器的中心频率确定由C、R1、R2、R5决定，其中2R1=R5，C约为0.2uF，取0.22uF，当R1》R2时，调节R2可以调节中心频率。

于是取R1=200k，R5＝400k，通过计算可得R2＝524.7，用1k的可调电阻就可以使调节中心频率。

于是电路图如下：调试结果：得出较好的滤波效果。