窄带选频放大器

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窄带选频放大器

0808060413

2010.6.9

目录

摘要: (4)

1系统概述 (4)

1.1选频电路： (5)

1.2放大器： (5)

1.3低通滤波器： (5)

2单元电路设计与分析 (5)

2.1双T选频网络： (6)

2.2运算放大器 (7)

2.3低通滤波器 (8)

3电路的安装与调试 (9)

4结束语 (10)

4.1设计简单介绍 (10)

4.2设计调试中的难点 (11)

4.3改善及改进意向 (11)

4.4收获与体会 (11)

附上元件明细表及参考资料 (11)

(题目：窄带选频放大器)

摘要:

有源滤波器具有与rlc串联谐振电路相同的特性曲线，利用数值计算的方法，得出两级级联的滤波器在临界偏调时各级中心频率f0与q值的关系，分析了电路不同q值与平顶宽度的关系，在本设计中采用了RC电路；据此，设计并制作了具有平顶特性的窄带通滤波器。仿真结果表明其特性与理论计算曲线大致相似。在制作过程中，为达到仿真效果及理论计算结果，不断对电路进行调试，还对电路的选择性、误差进行了分析。

关键词:选频网络;运算放大器;低通滤波器;反馈电路。

1系统概述

本设计电路由选频电路、放大器和低通滤波器组成。

1.1选频电路：

由UA741及电阻电容构成的双T选频网络构成，将输入的多种频率信号进行选频，运算放大器A1的反馈电路中，接入了窄频带滤波器，谐振频率f=1/2πRC=2KHz。

1.2放大器：

由UA741运算放大器构成半波整流器，输出正半周信号。

1.3低通滤波器：

由电阻电容构成，将高频经电容滤去，输出低频信号，因而该放大器仅选择2KHz(T=0.5ms)频率信号经放大后变为交流输出，其输出可接自动示波器显示输出波形。

2单元电路设计与分析

2.1双T 选频网络：

多个频率输入信号首先经过C6，R5隔直流，再经过双T 网络将所选的频率信号选出。

双T 网路参数计算过程：

KHz nF

K RC F RC

j j F RC

RC

j RC RC C

j R C R RC j R C j R Z Z Z V V j F C

j R Z Z C R RC j R Z i o 856.12.2*39*2121f 0)(1)(4])(

1[)(

-1)(14])(1[)(1)1(211)1(2)1(21)()1(211)

1(2002020022

222213322

221=Ω=====+-=

=+--=++-++=+==+==-+=

ππωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωω

电路图如图所示：

其等效电路图：

双T网络中的电容采用的是涤纶电容。主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿；名称：聚酯（涤纶）电容；符号：CL ；电容量：40p--4u ；额定电压：63--630V ；应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路、滤波、降噪、脉冲电路中。

2.2运算放大器

UA741是一块高增益通用运算放大器电路。能完成加、减、乘、除、积分、微分、对数等运算。也可用作信号发生、放大、比较、变换、整流、滤波等电路。其特点如下：

●内部包含相位补偿回路和过流保护电路，外围元件少

●消耗电流小：Icc=1.7Ma(典型值：R L=∞)

●调零回路简单

●增益高，功耗小

管脚图：

管脚功能：

1.调零1

2.反相输入

3.正相输入

4.负电源

5.调零2

6.输出

7.正电源

8.空脚

在这里运用了放大功能，反馈电阻/输入电阻=100K/1K=100倍。

2.3低通滤波器

直接接电阻接地，滤去高频，电容采用220nF的瓷片电容。

3电路的安装与调试

电路首先采用ISIS软件仿真，仿真效果如图：

A路是信号发生器送入的信号

B路是经过电容电阻滤波之后的信号

C路是经过双T网络选频后的波形

D路是经放大之后的波形

电路焊接好以后，用信号发生器分别送不同信号进去，输出接示波器，观察到并没有达到仿真的效果，波形失真较严重，改善电路时将二极管1N4148正向焊接，观察到示波器失真并不明显，接着改变低通滤波电路，在其中的10K 电阻上再并了一个10K电阻，减小频率，可以输出同频率的类似正选波的波形；但是放大效果不好，接着改变反馈电阻，从而改善放大效果。

从示波器观察时，调节信号发生器的频率时，记录了大致波形现象：f=2K时，等幅输出；

f<2K时，放大倍数增大，但是失真严重；

f>2K时，输出信号衰减了；

f<500Hz，输出波形为方波。

之后查找资料时，介绍到1N4148正向接，开始仿真时将1N4148正向后，仿真波形失真更严重，如图：

此时，放大部分的放大效果变差，可能是因为二极管正向时电阻与反馈电阻并联，使得总电阻减小，从而放大倍数减小，仿真时，我将100K电阻断开，波形没什么变化，所以猜想错误。

4结束语

4.1设计简单介绍

本设计运用了UA741对输入信号进行滤波及放大，电路简单，实现的功能：将2K左右的频率从多种频率中选出来，常用于材料探伤和自动控制的各种测量仪表中，功能较强；且采用的是RC电路，使得计算误差更小。