模拟电路课程设计报告完成

模拟电路课程设计报告设计课题：语音滤波器的设计

专业班级：08电信（本）

学生：钟武峰

学号：080802049

指导教师：曾祥华

设计时间：20010年

语音滤波器的设计

一、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抑制50Hz工频干扰信号

③压控电压源的品质因素Q=1，无限增益多路反馈的品质因素Q=2，增益AV ＞1；

④用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

二、方案设计与论证

由设计要求可知，此次设计的主要目的是设计出能抑制50HZ工频信号的滤波电路。即在输入端加入不同频率的语音信号后，在50HZ左右的信号将能受到抑制，而超出这个抑制围的信号将能够通过，所以应选用带阻滤波器实现功能。其次，应分别用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法进行设计。其次用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的稳定的正负直流电源，联系课本，即可用桥式整流电路和电容滤波电路和稳压管稳压电路构成。

一，电流源设计：

要求输出V

±

12

()1电流源设计思路：

1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。

4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。

由设计要求可知，设计中的整流部分，应该也必须用桥式整流电路。

()2直流稳压电源原理

直流稳压电源是一种将220V 工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成

1 2 3 4 5

二，语音滤波器的设计

方案一、将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器，再将两个电路输出电压求和，即得到带阻滤波器。其中，低通滤波器的截止频率fp1应小于高通滤波器的截止频率fp2，可设定(fp2-fp1)=100HZ 进行设计。电路图如下图一，图二。

图一（由压控电压源构成）

图二（由无限增益多路反馈构成）

方案二：利用无源LPF和HPF并联构成无源带阻滤波电路，然后接同相比例运算电路，从而得到带阻滤波电路。可利用典型的双T带阻滤波器实现所要求功能。电路图如下图三，图四。

图三（压控电压源带阻滤波电路）

图四（无限增益多路反馈带阻滤波器）

与方案二比较，方案一在原理上符合实验要求，但不实用，基本上得不到要求结果，并且所需元件数量过多，降低了电路的可靠性和稳定性。而且对于接下来的焊接过程加大了很多负担，加之参数计算繁多。

方案一是比较实用和成熟的电路，所以我选用方案二

三、单元电路设计与参数计算

1.电源部分

要产生正负12伏的直流电源，则在市场上我们选购220/15v的变压器用来降

压。

（1）整流电路

2）工作原理

1.当 u2 >0时，电流由+流出，经 D1、RL 、D2流入-。

2.当 u2 <0时，电流由-流出，经 D3、RL 、D4流入+。 3）输出电压平均值 UO(A V) 和输出电流的平均值IO(A V)

4）脉动系数

5）二极管的选择

每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只二极管的平均电流只有负载电阻上电流平均值的一半。

2

20

2O(AV)9.02

2)(td sin 21

U U t U U =π

=π

=⎰

π

ωωL

2AV O AV D R U 45.02I I ≈

）（）（＝)

4cos 154

2cos 342(22O ΛΘt t U u ωωπ

-π-π=

二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压

对于二极管最大整流平均电流IF 和最高反向工作电压UR 均应留10%的余地，以保证二极管安全工作。

（2）滤波电路

滤波电容容量较大，一般采用电解电容器。

电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。

()1输出电压平均值

当负载开路时 当RLC ＝（3~5)T/2时 3稳压二极管稳压电路

整流滤波电路输出电压不稳定的主要原因： ·负载变化 ·电网电压波动。 （1） 利用三端稳压来构成稳压电路

2

max R 2U U =L

2

AV O F R U 21

.12I 1.1I π＝）（>)41(22U U U 2Omin Omax AV O C

R T U L -=＋＝）（2

O(AV)2U U =2AV O U 2.1U ≈）（

输出电压较高，接一保护二极管D，以保护集成稳压器部的调整管。LM7812和LM7912的输出电压分别了正负12伏

图中C2和C3是用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激振荡，其容量较小一般小于1微法，我们可以取C2=C3=0.1uf 图中电容C4和C5是用于消除输出电压中高频噪声，可取小于1微法的电容，也可以去几微法或几十uf的电容，一边输出较大的脉冲电流，我们可以取C4=C5=1uf

2，语音滤波器部分

一，用压控源电路

选电路图如图三所示，

已知中心频率f0=50Hz.参考相资料可取C=47000pF,根据f0=1/2πRC=50Hz

则R=1/(2π×50×47000×10-12)KΩ=67.7KΩ

取标称值R=68KΩ,1/2R用两只68KΩ电阻并联，电容2C可用两只47000pF 电容并联。

由Q=1/[2(2-Aup)]=1,可得Aup=1.5。

由Aup=1+Rf/R1=1.5,则Rf=0.5R1,由运放同相与反相两输入端外接直流电阻平衡的要求，可知

R1∥Rf=2×68KΩ=136KΩ