带通滤波器实验报告
有源带通滤波器设计报告
有源带通滤波器设计报告一、引言在电子电路和信号处理中,滤波器是一种常用的电路组件,用于选择特定频率范围内的信号,并削弱或消除其他频率范围的信号。
本设计报告旨在介绍一个有源带通滤波器的设计过程和结果。
二、设计原理三、设计过程1.确定滤波器的频率范围:根据需要滤波的信号频率范围,选择适当的中心频率和带宽。
2.计算电阻和电容的值:根据所选的中心频率和带宽,使用标准的滤波器公式计算电阻和电容的值。
3.选择放大器:根据滤波器的要求和设计要求,选择适当的放大器。
常用的放大器类型有运算放大器和晶体管放大器。
4.连接电阻和电容网络:根据所计算得到的电阻和电容的值,将它们连接到放大器的适当位置。
5.确定输入和输出电阻:根据设计要求,确定输入和输出电阻的值。
这些电阻可以帮助匹配滤波器和外部电路的阻抗。
四、实验结果使用上述设计过程,我们成功设计并制作了一个有源带通滤波器。
该滤波器的中心频率为f0=1kHz,带宽为B=500Hz。
选用运算放大器作为滤波器的放大器。
实验结果显示,滤波器在中心频率附近的增益为20dB,且在带通范围内的其他频率上有明显衰减。
通过连接输入和输出电阻,滤波器与外部电路的阻抗匹配良好,没有信号反射或损耗。
五、结论本设计报告介绍了一个有源带通滤波器的设计过程和结果。
通过合理选择频率范围、计算电阻和电容值、选择适当的放大器,并匹配输入和输出电阻,我们成功设计了一个满足要求的滤波器。
该滤波器具有良好的增益特性和频率选择性能,能够滤除非感兴趣频率范围的杂散信号。
在实际应用中,这种滤波器可以用于音频处理、通信系统和传感器信号处理等领域。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的:设计一个带通滤波器,实现对特定频率范围内信号的滤波,同时保留其他频率成分。
实验原理:实验步骤:1.确定需要滤除的频率范围以及希望保留的频率范围。
2.选择合适的滤波器类型,例如椭圆滤波器、巴特沃斯滤波器等。
3.根据所选择滤波器的传输函数,计算出所需的电路元件数值。
4.使用电路设计软件,绘制出所需的滤波器电路图。
5.将电路图转化为实际的电路连接。
6.进行滤波器的测试。
实验结果:经过设计和制作,成功实现了一个带通滤波器。
我们选择了巴特沃斯滤波器作为滤波器类型,并确定了需要滤除的频率范围为1kHz到3kHz,希望保留的频率范围为500Hz到5kHz。
根据计算得出的电路元件数值,绘制了滤波器电路图,并成功制作出实际的电路连接。
在测试过程中,我们输入了包含多个频率成分的信号,并观察输出信号的波形。
结果显示,输入信号中属于1kHz到3kHz范围的频率成分被成功滤除,而属于500Hz到5kHz范围的频率成分则被保留下来。
实验讨论:然而,在实际应用中,滤波器的设计可能会面临一些挑战。
例如,设计过程中的元件误差、频率波动等因素都可能会对滤波器的性能产生影响。
因此,在实际应用中,对滤波器进行性能测试和调整是非常重要的。
此外,滤波器的性能指标也需要考虑。
例如,通带衰减、阻带衰减等参数都对滤波器的性能起着关键作用。
在设计带通滤波器时,我们应该根据具体需求选择合适的滤波器类型,并对性能参数进行合理的折中和调整。
结论:通过本次实验,我们成功设计并制作了一个带通滤波器,实现了对特定频率范围内信号的滤波。
带通滤波器在实际应用中具有广泛的用途,因此,对滤波器的设计和性能调整进行研究具有重要的意义。
希望通过这次实验可以对带通滤波器的设计和应用有更深入的了解。
射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告(模板)
射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告射频微波电路综合课程设计带通滤波器实验报告篇一:射频电路课程设计摘要滤波电路的综合设计是相当复杂的,需要好多理论知识和数学知识做铺垫,我们知道用于无线的模拟电路是在吉赫兹频段,高性能计算机、工作站,当然还有作为这方面例子的个人计算机,他们所使用电路的时钟频率不断的增加。
全球定位系统载波频率在122 7.60m hz~1575.42mh z范围,而此次课程设计主要向大家介绍最大平滑巴特沃兹微波电路和等波纹契比学夫微波电路设计方法。
当微波电路工作在射频的低端频段,可以使用集总参数的元件进行设计,利用集总参数的电感和电容,按照一定的设计规则选取合适的电路和元件的参数,就可以实现归一化低通滤波电路的设计。
然后通过利用频率变换就可以低通微波电路、高通微波电路、带通微波电路和带阻微波电路的设计。
关键字:滤波电路平滑巴特沃兹微波电路等波纹契比学夫微波电路一引言通过对射频设计电路的学习,我们知道无线通信的快速发展,更紧凑的滤波器和混频器电路正在被设计和使用。
通常这些电路的工作频率高于1Ghz。
毫无疑问这种趋势将会继续下去,因此不仅要有独特性能的技术装置,而且要学会对高频电路中遇到的问题进行分析,我们知道随着频率的升高以及其相应的电磁波的波长变得可与分立电路元件的尺寸相比拟时,电阻、电容和电感这些元件的电响应就开始偏离他们的理想频率特性,下面将简单的向大家介绍一下本次滤波电路的设计方法,以及如何对其进行归一化。
带通滤波电路设计实验报告
XXX大学课程设计报告课程名称:模拟电子电路课程设计设计题目:300Hz~3KHz带通滤波电路院(部):专业:学生姓名:学号:指导教师:第一章一、引言测量和分析工程信号时,往往只需对特定频率或者特定频率范围的信号进行测量和分析,但在实际工程信号中,往往包含各种各样的干扰信号或者说是人们不感兴趣的信号。
为了消除这些信号所产生的不良影响,人们最先想到的就是利用一个理想的滤波器,将这些干扰信号全部剔除。
本文将以二阶有源带通滤波器为例熟悉滤波的原理并掌握其相关的应用。
二、滤波器的简介1滤波器是一种只传输指定频段信号,抑制其它频段信号的电路。
滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种:1.1无源滤波器:由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成1.2有源滤波器:一般由集成运放与RC网络构成,它具有体积小、性能稳定等优点,同时,由于集成运放的增益和输入阻抗都很高,输出阻抗很低,故有源滤波器还兼有放大与缓冲作用。
利用有源滤波器可以突出有用频率的信号,衰减无用频率的信号,抑制干扰和噪声,以达到提高信噪比或选频的目的,因而有源滤波器被广泛应用于通信、测量及控制技术中的小信号处理。
2.从功能来上有源滤波器分为:低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)、全通滤波器(APF)。
其中前四种滤波器间互有联系,LPF与HPF间互为对偶关系。
当LPF 的通带截止频率高于HPF的通带截止频率时,将LPF与HPF相串联,就构成了BPF,而LPF与HPF并联,就构成BEF。
在实用电子电路中,还可能同时采用几种不同型式的滤波电路。
滤波电路的主要性能指标有通带电压放大倍数AVP、通带截止频率fP及阻尼系数Q等。
三、主要设计要求利用Multisim仿真平台试设计一有源带通滤波器,要求为能低于300Hz和高于3KHz的信号,整个带通增益为8dB,在30Hz和300KHz处幅频衰减应不小于26dB。
1.画出电路图,说明工作原理,写明电路参数及计算过程2.进行电路仿真,仿真结果要求为带通滤波器的幅频和相频特性3.在Multisim中,在电路输入端输入一正弦信号,幅值不变,改变频率,利用示波器观察输入输出波形,做出波特图。
带通滤波器设计实验报告
带通滤波器设计实验报告实验目的:本实验的目的是设计并实现一个带通滤波器,以实现对指定频率范围内的信号的滤波处理。
实验原理:实验器材:1.功能信号发生器2.电阻3.电容4.电感5.示波器6.计算机(可选)实验步骤:1.根据实验要求,选择合适的电阻、电容和电感值,以满足所需的中心频率和带宽范围。
3.调节信号发生器的频率,使得输入信号的频率在预定的带宽范围内。
4.在示波器上观察输出信号的波形,通过调节电阻、电容和电感的数值,使得输出信号在指定频率范围内较小,而在带外频率上有较大的衰减。
实验结果:通过实验,我们成功地设计并实现了一个带通滤波器。
在选定的中心频率和带宽范围内,输出信号的幅度较大,而在带外频率上有较小的幅度。
讨论与分析:通过分析实验结果,我们可以得出以下结论:1.滤波器的参数选择对于滤波效果有着重要的影响。
不同的电阻、电容和电感的数值将导致不同的滤波特性。
2.实际情况中,理想的滤波器可能无法完美实现。
因此,在设计滤波器时,需要在一定程度上做出权衡,找到适合的折中方案。
3.在使用示波器观察波形时,要注意调整示波器的时间和电压尺度,以便更清楚地观察到滤波效果。
结论:通过本次实验,我们成功地设计了一个带通滤波器,并通过实验证明了其滤波效果。
通过选择合适的电阻、电容和电感值,我们可以实现在指定频率范围内的信号处理。
附图:(带通滤波器电路图)注意事项:1.在实验过程中,要注意电路的连接安全,避免触电。
2.实验过程中,要注意调节信号发生器和示波器的参数,以获得结果和数据的准确性。
3.在实验报告中,要详细叙述实验步骤和结果,同时进行一定的讨论与分析,以体现实验的准确性和深度。
4.在写作报告时,要注意逻辑清晰、语句通顺,并按照实验报告的格式进行写作。
带通滤波器设计报告
带通滤波器设计实验报告姓名:何绍金班级:自动化1202学号:201203870408指导教师:贾立新2014年10月12日一、实验题目设计一个4阶带通滤波器,其通带范围为300Hz~10kHz,通带增益A0=1。
内容:带通滤波器设计要求上限和下限频率分别是10kHz和300Hz,通带增益A0=1。
该带通滤波器是由一个高通滤波器和一个低通滤波器级联得到的。
带通滤波器总原理图如图1所示。
图1 带通滤波器原理图二、电路设计带通滤波器按品质因数Q的大小分为窄带滤波器(Q>10)和宽带滤波器(Q<10)两种。
本例设计的带通滤波器,上限频率f H=10kHz,下限频率f L=300Hz,带通滤波器的中心频率f 0与品质因数Q分别为f 0 =L H f f =1732Hz 1786.0)/(/00=-==L H f f f BW f Q显然,Q <10,故该带通滤波器为宽带带通滤波器。
宽带带通滤波器由高通和低通滤波器级联构成。
本例设计的带通滤波器由4阶低通滤波器和4阶高通滤波器级联而成。
4阶低通滤波器的原理如图2所示,由两级2阶多重反馈低通滤波器级联而成。
主要指标为带通增益A 0=1,截止频率f c =f H =10kHz ,选择Q 1=0.541,Q 2=1.306。
图2 4阶低通滤波器原理图主要参数计算如下所示: 选电容C 2为2200pF ,则 基准电阻:R 0=1/(2πf c C 2)=7.23k ΩC 1=4Q 12(1+A 0)C 2=5151pF,取标称值5100pF R 1=R 0/(2Q 1A 0)=6.68k Ω R 2=R 1A 0=6.68k ΩR 3=R 0/[2Q 1(1+A 0)]=6.68k Ω同样地:选电容C8为2200pF,则基准电阻R0=1/2πf c C4=7.23kΩC7=4Q22(1+A0)C8=0.0313µF,取标称值0.033µFR4=R0/(2Q2A0)=2.77kΩR5=R4A0=2.77kΩR6=R0/[2Q2(1+A0)]=1.38kΩ高通滤波器原理图如图2 所示。
实验五 带通滤波器(有源无源)
7实验五 带通滤波器(有源、无源)一、实验目的1、熟悉带通滤波器构成及其特性。
2、学会测量带通滤波器幅频特性的方法。
二、实验原理说明滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制(或大为衰减)无用频率信号的电子装置。
工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
这里主要是讨论模拟滤波器。
以往这种滤波电路主要采用无源元件R 、L 和C 组成,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增益和输入阻抗均很高,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。
但是,集成运放的带宽有限,所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高,这是它的不足之处。
2.1基本概念及初步定义滤波电路的一般结构如2—1所示。
图中的V i (t)表示输入信号,V 0(t )为输出信号。
假设滤波器是一个线形时不变网络,则在复频域内其传递函数(系统函数)为A (s )=)()(0s V s V i式中A (s )是滤波电路的电压传递函数,一般为复数。
对于频率来说(s=j ω)则有A (j ω)=│A (j ω)│ej φ(ω)(2-1)这里│A (j ω)│为传递函数的模,φ(ω)为其相位角。
此外,在滤波电路中关心的另一个量是时延τ(ω),它定义为τ(ω)=- (2-2)通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性,欲使信号通过滤波器的失真很小,则相位和时延响应亦需考虑。
当相位响应φ(ω)作线性变化,即时延响应τ(ω)为常数时,输出信号才可能避免失真。
2.2滤波电路的分类对于幅频响应,通常把能够通过的信号频率范围定义为通带,而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带,通带和阻带的界限频率叫做截止频率。
理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应,而在阻带内应具有无限大的幅度衰减(│A (j ω)│=0)。
通常通带和阻带的相互位置不同,滤波电路通常可分为以V i 图2-1 滤波电路的一般结构 )()(s d d ωωϕ实验二 滤波器(有源、无源)8下几类:低通滤波电路 其幅频响应如图3-2a 所示,图中A 0表示低频增益│A │增益的幅值。
带通滤波器
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四. 高通滤波器知识(低通见低通滤波器设计)
二阶压控型有源高通滤波器的电路图如 所示。 图1所示。 所示
二阶压控型HPF 图1 二阶压控型
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(1) 通带增益
A vp
Rf = 1+ R1
( sCR ) 2 Avp
(2) 传递函数
Av ( s ) =
1 + (3 − Avp ) sCR + ( sCR ) 2
8
图6 二阶LPF
图7二阶LPF的幅频特性曲线
1 通带增益 或频率很低时, 当 f = 0, 或频率很低时,各电容器可视为开 路,通带内的增益为
Avp
Rf =1+ R
9
2
二阶低通有源滤波器传递函数 根据图6 根据图6可以写出
Vo ( s ) = AvpV( + ) ( s ) 1 V( + ) ( s ) = VN ( s ) 1 + sC 2 R
二阶压控型HPF 频率响应 图2 二阶压控型
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Multimsim 仿真 带通滤波器
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实验二: 实验二:带通滤波器
300Hz~3.4KHz带通滤波器 带通滤波器 截止频率为fL=300Hz,fH=3.4KHz。且要求采用2 级低通连接2级高通,组成一个最大平坦滤波器。
一. 设计分析
带通滤波器是由低通RC环节和高通RC环节组 合而成的。 合而成的 。 要将高通的下限截止频率设置的小于 低通的上限截止频率。 低通的上限截止频率。 要想获得好的滤波特性, 要想获得好的滤波特性 , 一般需要较高的阶 滤波器的设计计算十分麻烦, 数 。 滤波器的设计计算十分麻烦 , 需要时可借助 于工程计算曲线和有关计算机辅助设计软件。 于工程计算曲线和有关计算机辅助设计软件。
傅里叶变换及带通滤波器仿真Matlab试验报告
傅里叶变换及带通滤波器仿真Matlab试验报告一.实验目的1.学习软件matlab的编辑语言、绘图、函数等功能的运用2.了解傅里叶级数的复数形式表示方波,并运用matlab绘出。
3.熟悉带通滤波器的工作原理,并用matlab仿真带通滤波器,绘出相应的图形,最后用pspice验证。
二.实验平台1. Matlab7.02. Pspice三.实验内容实验一用matlab模拟计算傅里叶分量叠加近似方波的过程,并将叠加过程用图形表示,最后画出谐波的振幅频谱。
实验原理1.根据傅里叶定理,任何一个角频率为ω的周期函数都可以表示成无穷多个频率为ω整数倍的正弦函数和余弦函数之和。
2.将傅里叶级数交流分量各项相叠加后,可得到原始的方波信号。
参加叠加的傅里叶分量越多,其和就越接近原来的方波。
3.谐波的振幅随频率的增加而快速减少。
实验步骤1.设计叠加傅里叶交流分量的算法。
2.打开Matlab,编辑程序实现算法。
3.运用Matlab的绘图函数将叠加过程用图形表示。
4.用Matlab绘出振幅频谱图。
实验程序代码%时间t从0到2,每隔0.001秒取一点t=0:0.001:pi;y=0;%通过循环绘出a小于等于5和a=16时的图像for a=1:6n=2*a-1y=y+4./(n*pi)*sin(n*pi*t);figure(1)subplot(2,3,a);plot(t,y,'-g')xlabel('Time');ylabel('F');ends=0;for b=1:16s=s+4./((b*2-1)*pi)*sin((b*2-1)*pi*t);endplot(t,s,'-g')%绘出振幅频谱图像figure(2)k=1:2:12;A=4./(k*pi);bar(k,A,0.1);实验结果傅里叶波形图振幅频谱图实验结果分析与结论1.根据傅里叶波形图可以看出,通过逐项叠加傅里叶级数交流分量可以形成原始方波。
实验报告负反馈结构的带通滤波器的设计
《现代电路理论与设计》课程实验报告实验名称:基于负反馈的带通滤波器的设计实验日期: 班级:姓名:徐少雄学号: 指导老师:评分:一、实验目的:1、通过实验学习Pspice 的基本应用。
2、了解Delyiannis(德利雅尼斯)带通滤波器的原理,并成功仿真,得到较好波形。
3、设W P 、Q 、C 、αβ、的值,确定阻容值,然后变换参数,能得到带通形式的幅频特性为好二、实验内容:1、设计一个ωp =10000rad/s,Q Delyiannis(德利雅尼斯)带通滤波器。
2、Delyiannis(德利雅尼斯)带通滤波器的设计原理及传递函数 (1)Delyiannis(德利雅尼斯)带通滤波器的结构德利雅尼斯带通滤波器是有负反馈网络和RC 网络构成,其结构如图1(a )、(b )所示图1(a )负反馈结构为了使电路在R 2/R 1受到限定的情况下也能实现高的Q 值,采用了有R a 和Rb 组成的正反馈加到运算放大器的同相输入端。
并且注意图1(b )中的接地电阻在完整的带通滤波器原理图中被分成两个电阻R 1和R 2。
由此构成的完整的基于负反馈的带通滤波器的结构图如图2:图2+ V i(b)1(2)转移函数 设1abR K R =+,对电路的节点1、2列写节点方程则由式1可以推导出电路的转移函数为:三、实验过程: 1、理论计算(1)推导p ω和Q 的表达式将带通滤波器电路的转移函数与标准的带通滤波函数相比较得: 若令 ,则有把C 1、C 2、R 1、R 2、R 3的关系代入Q 的表达式中可得如下:1211221312211222111()011()0(1)1i o o b o o a b sC sC V V sC V SC V R R R sC V V sC V R R R V V V R R K ⎧+++---=⎪⎪⎪+--=⎨⎪⎪==⎪+⎩式()122212132132121-121111111111()()()()1o i K s V R C K V s s R C C K R R C R R R C C -=⎡⎤++++++⎢⎥-⎣⎦式p ω=3)212132()()1Q R C C K R R C =+++-4)21011C R K K H -=1-=K K γ131321213//,,,R RR R R R R C C C CR R βα=====+222222123121111)11(C R C R C C R R C C R R R p αβαβαβω==⨯⨯=+=(2)计算p ω和Q 的灵敏度根据灵敏度的定义,由式3和式4可以求得p ω和Q 的灵敏度为(1313R R R=R +R ),则 2121S S S =S 2p p p p R R C C ωωωω===-(3)元件值的设计根据前面的假设以及p ω和Q 的表达式可推得:取1α=,则C 1=C 2=1nF 2β=,13112αγβ+=+==21221111111()()1111()()(QR C γβγ+++=++-==--210/||(1)(1)R R H K γαβ=+--21S S 2Q QR R =-=-+S S 1a b Q QR R ⎛=-=--20123215)11||(1)(1)11R H R R R R R αγβγαβγβ=+=+=+--=-式(式6)(式7)(式8)由1KK γ=-可推得 3K = ,即 /2a b R R =,取20,10a b R k R k ==。
带通滤波器的设计报告
带通滤波器的设计报告设计报告:带通滤波器一、引言:二、设计原理:带通滤波器的工作原理是只允许特定频率范围的信号通过滤波器。
其设计的关键在于确定带通滤波器的中心频率和带宽。
常见的带通滤波器包括主动滤波器和被动滤波器,其中主动滤波器采用放大器和运算放大器等主动元件工作,而被动滤波器则主要由电容器和电感器等被动元件组成。
三、设计步骤:1.确定滤波器的中心频率和带宽:根据实际需求,选择需要通过的频率范围,然后计算出滤波器的中心频率和带宽。
2.选择滤波器的类型:根据设计要求,选择适合的滤波器类型,如二阶巴特沃斯滤波器、椭圆滤波器等。
3.计算滤波器的参数:根据选择的滤波器类型,计算出所需的电阻、电容和电感等参数数值。
4.组装滤波器电路:根据计算结果,组装相应的电路,包括放大器、电容和电感等元件,构成带通滤波器。
5.进行实验验证:使用信号发生器提供输入信号,通过示波器观察滤波器的输出情况,验证滤波器的设计效果。
四、实现过程中的问题及解决方案:1.参数计算问题:参数计算是滤波器设计中的重要步骤,对滤波器性能有直接影响。
解决方法是通过查阅资料或使用相关软件进行计算,同时根据实际需求进行调整。
2.元件选型问题:选择适合的电容器和电感器等元件也是滤波器设计中的关键步骤。
解决方法是根据设计要求选择合适的元件,考虑其额定参数和价格等因素。
3.实验验证问题:在实验过程中可能会遇到输出信号不稳定、频率失真等问题。
解决方法是检查电路连接是否正确,调整电源参数和放大器增益等,确保滤波器正常工作。
五、总结:通过本次带通滤波器的设计过程,我们深入了解了带通滤波器的原理和设计步骤。
在实践中遇到的问题都得到了解决,并且通过实验验证了滤波器的设计效果。
带通滤波器在电子电路设计中具有广泛的应用,本设计报告对于滤波器设计感兴趣的读者将会提供有用的参考和指导。
带通滤波器
带通滤波器设计一、概述采用通用运放LM324设计一个有源滤波电路。
二、技术要求1.中心频率处电压增益:1.02.中心频率:2..00KHz3.频带宽度:1.6~2..4KHz4.输入信号电压:Ui≤100mV5.电源电压:±12V范围内可任选。
三、设计要求1.熟悉电路的工作原理。
2.根据技术指标通过分析就算确定电路形式和元件参数。
3.画出电路原理图。
4. 计算机仿真。
四、实验过程(一) 实验原理图设计实验原理:放大电路的放大倍速为A=Rf/R 可设计一个含有运算放大器的带通滤波电路,让电路的反馈Rf 在带通部分值很大,在低频和高频去都很小,于是设计出如下电路:再将电路通过三角等效转换公式得到如下图的S 域等效电路可得到如下电路等效图。
其中11SC 1SC 2R eq1=11R 2++SC 1SC 2骣骣鼢珑鼢珑鼢珑桫桫1R 3SC 1R eq2=11R 2++SC 1骣÷ç÷ç÷ç桫1R 3SC 2R eq3=11R 2++SC 1SC 2骣÷ç÷ç÷ç桫R 1R 2R e q=R 1+R 2R 2V eq=V i R 1+R 2故而经过放大后的电压V 0的电压值为Req1Req Req2Veq1R 3SC 211R 2++R eq3R 2SC 1SC 2V 0=-V eq=-V i11R e q+R eq1R 1+R 2R 1R 2SC 1SC 211R 1+R 2R 2++SC 1SC 2骣÷ç÷ç÷ç桫骣骣鼢珑鼢珑鼢桫桫+故而有电压增益为1R 3SC 211R 2++V 0R 2SC 1SC 2A0==-11V iR 1+R 2R 1R 2SC 1SC 211R 1+R 2R 2++SC 1SC 2骣÷ç÷ç÷ç桫骣骣鼢珑鼢珑鼢桫桫+故而在中心频率即f 0=2KHz 时有oV 0A o =V i=1 再将S 换成jw 即有1R 3jw C 211R 2++V 0R 2jw C 1jw C 2=-V iR 1+R 211jw C 1jw C 2R 1R 211R 1+R 2R 2++jw C 1jw C 2骣÷ç÷ç÷ç÷桫骣骣鼢珑鼢珑鼢珑鼢桫桫+由于条件只有三个而式中含有R1,R2,R3,C1,C2,五个未知数故可以令C1=C2=C 即可求得一个满足条件的关系。
有源带通滤波器设计型实验报告
设计完成的电路如图 1 所示。信号源 v1 通过 R1 和 R2 进行衰减, 其戴维南等效电阻为 R1 和 R2 的并联值,这个电阻应等于低通级电阻
R3 3.9k 。因此,有
R1R2 R3 3.9k R1 R2
由于整个滤波电路通带增益是电压分压器比值和滤波器部分增 益的乘积,且应等于单位增益,故有
R2 ( Avf 1 )2 1 R1 R2
解得 R1 9.8k , R2 6.47k 。
图 1 带通滤波器电路
为了方便连接电路时选用电阻器, 在性能参数依然达标图 2:
图 2 调整后的电路图
为确保电路参数满足设计要求,用 Multisim 进行仿真,并画出 其幅频响应波特图如图 2-4 所示。由图可知该电路满足要求。
图 3 幅频特性波特图(1kHz)
图 4 幅频特性波特图(4kHz)
图 5 幅频特性波特图(20kHz)
fc 1 2 RC
可计算出精确的电阻值。
对于低通级,由上式计算出 R3 3.9k ,对于高通级,采用同样
计算得 R7 R8 16.5k 。 考虑到 Avf 1 1.586 ,同时尽量要使运放同相输入端和反相输入端 对地的直流电阻基本相等,现选择 R5 20k ,R10 70k ,由此可算出
有源带通滤波器设计
【实验目的】 (1)进一步理解由运放组成的 RC 有源滤波器的工作原理; (2)熟练掌握 RC 有源滤波器的工程设计方法; (3)掌握滤波器参数的测量方法; (4)进一步熟悉 Multisim 的使用方法。 【实验要求】 (1)设计要求 设计一个带通滤波器,其中心频率为 2KHz,带宽 3KHz,要求在 20K 频率点处的衰减不得低于 10dB。 (2)测量要求 按照设计连接电路,用函数发生器接入不同频率的输入信号,输出端 连接示波器观测输出信号的幅值, 检测所设计电路的性能是否达到要 求。验证增益 A ,增益稳定性 A 等性能参数。
二级带通滤波器实验报告
课程实验报告课设名称:二阶带通滤波器课设组别: 14组小组成员;: 张远征、罗雨琦、刘金萌目录第一章:课程设计名称及要求......................1)课程设计名称及要求第二章:实验原理图及方案的选择.......................1)电路原理框图2)方案一3)方案二第三章:硬件设计及仿真调试..........................1)电路设计a)方案确定及总体电路图b)电路的参数计算机元器件的选择2)仿真调试第四章:电路焊接及调试......................1)实验焊接及调试过程2)实验问题及解决方法3)实验数据测量结果第五章:实验结论及体会...............................第一章1. 实验名称及要求:设计一个二阶压控电压源贷通滤波器,性能指标、;中心频率fo=1kHz,增益Af=2,品质因数Q=10第二章1. 电图原理图2.方案一本方案电路分为两部分,即由R1和C1组成一个低通滤波器,再由R2和C2组成一个高通滤波器,R3引入正反馈,实现输出电压对电压放大倍数的控制,即为压控式带通滤波器。
再根据低通截止频率和 高通截止频率来确定各R 和C 的值。
3.方案二本方案设计原理同样是有一个低通滤波器串联一个高通滤波器组成的,但是无限增益,多路负反馈电路通过改变Rf 的连接,改善fo 附近的频率特性,实现多路反馈效果。
低通滤波器高通滤波器第三章1.方案确定及电路图根据课本确定方案一,具体电路图如下图所示2.电路参数确定及元器件选定a)参数确定:◆根据要求fo=1KHz, Q=10,由公式Bw=fo/Q可知带通滤波器的带宽为100Hz,也就是滤波器的带宽在950Hz—1050Hz,根据前边的设计所以低通滤波器的通带截止频率fp2=1050Hz,高通滤波器的带通截止频率fp1=950Hz。
◆通常选取c1=c2,可知同相比例运算电路的比例系数:Auf=1+Rf/R◆fo=1/2πRC,Q=1/3-Auf,通带的放大倍数Aup=Auf/(3-Auf)=QAuf◆根据幅频特性曲线,Q值越大,通频带越窄,选频特性越好。
带通滤波器设计报告_2
带通滤波器实验报告一、设计目标采用通用运放LM324设计一个二阶有源带通滤波器电路。
带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。
二、工作原理一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带,例如在通带内没有增益或者衰减,并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉,另外,通带外的转换在极小的频率范围完成。
实际上,并不存在理想的带通滤波器。
滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉,尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。
这通常称为滤波器的滚降现象,并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。
三、技术要求1、中心频率处电压增益:1.02、中心频率:2KHz3、频带宽度:1.60—2.40KHz4、输入信号电压:正弦波有效值Ui≤100mV5、电源电压:±12V范围内可任选。
四、实验电路图五.实验multisim仿真及测量步骤实验波特图由上图可知实验电路图满足设计要求中心频率为2KHz,截止频率分别为1.635KHz、2.421KHz,基本符合设计要求。
测量方法及步骤根据电路图连接好电路,直流稳压电源调至±5V,调节函数发生器输入电压为50mV,通过改变函数发生器的输入频率观察交流毫伏表的变化。
所测数据如下:频率电压2KHz 50mV1.64KHz 35mV2.44KHz 35mV由所测数据可知,中心频率为2KHz,频带宽度为1.64—2.44KHz,与设计要求基本一致,试验成功。
六、元件清单及所用仪器面包板一个运算放大器 LM324N 一个电容 4.7μF 一个10nF 两个电阻 40KΩ一个20KΩ一个1.72KΩ一个715Ω一个实验仪器:函数发生器,直流稳压电源,交流毫伏表。
带通滤波器实验报告注意事项
带通滤波器实验报告注意事项
带通滤波器实验报告的注意事项如下:
1. 实验目的和原理:在报告中清晰地说明实验的目的和所用到的带通滤波器的原理,以便读者能够理解实验的背景和目的。
2. 实验装置和材料:列出实验所用到的仪器、设备、器件等,并说明其型号和规格。
同时,还需要说明所使用的滤波器的参数和特点,如通带频率、带宽等。
3. 实验步骤和方法:详细记录实验的步骤和方法,包括连接电路、设定参数、操作过程等。
确保读者能够按照实验报告的指导进行实验。
4. 实验数据和结果:将实验所得的数据进行整理和记录,包括输入信号的波形、输出信号的波形等。
并对实验结果进行分析和讨论,验证滤波器的性能是否符合预期。
5. 实验误差和控制:对实验中可能出现的误差进行分析和控制。
例如,可能的电路零件偏差、测量误差等,需要说明其对实验结果的影响,并提出相应的补偿或改进方案。
6. 实验总结和讨论:对实验结果进行总结和讨论,评价实验的有效性和可行性,并提出对未来实验改进的建议。
7. 注意事项和安全措施:在报告中注明实验过程中需要注意的事项和安全措施,如高压电源的使用、使用虚拟仪器时的电流限制等,以确保实验操作的安全性。
8. 引用和参考文献:在报告中引用相关的文献资料,以支持实验的论证和结果的分析。
同时,在报告最后列出参考文献的详细信息。
请注意,以上提示仅供参考,具体注意事项应根据实验具体要求进行调整。
带通滤波器实验报告
带通滤波器实验报告带通滤波器实验报告引言带通滤波器是一种常见的信号处理工具,用于选择特定频率范围内的信号,并削弱或消除其他频率的干扰。
本实验旨在探索带通滤波器的原理和应用,并通过实际搭建电路和测量结果,验证其性能和效果。
一、实验目的本实验的主要目的是研究带通滤波器的工作原理,并通过实际测量数据来验证其频率选择性能。
同时,通过对滤波器参数的调整,观察其对输出信号的影响,进一步了解滤波器的特性。
二、实验原理带通滤波器是一种能够选择特定频率范围内信号的滤波器。
它由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成,通过调整两个滤波器的截止频率,可以选择出所需的频率范围。
在实验中,我们使用了激励信号和带通滤波器电路。
激励信号是一个包含多个频率成分的信号,我们可以通过输入激励信号并测量输出信号的频谱,来观察滤波器的效果。
三、实验步骤1. 搭建带通滤波器电路:根据实验指导书提供的电路图,搭建带通滤波器电路。
2. 连接信号发生器:将信号发生器的输出连接到滤波器电路的输入端。
3. 连接示波器:将示波器的探头连接到滤波器电路的输出端。
4. 设置信号发生器:调整信号发生器的频率和幅度,以产生一个包含多个频率成分的激励信号。
5. 测量输出信号:使用示波器测量滤波器输出信号的频谱,并记录测量结果。
四、实验结果与分析根据实验测量结果,我们可以绘制出滤波器的频率响应曲线。
通过观察曲线的形状和峰值位置,我们可以得出滤波器的截止频率和带宽。
在调整滤波器的截止频率时,我们可以观察到输出信号的变化。
当截止频率较低时,滤波器会削弱高频成分,保留低频成分;当截止频率较高时,滤波器会削弱低频成分,保留高频成分。
这进一步验证了滤波器的频率选择性能。
五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了带通滤波器的工作原理和应用。
通过实际搭建电路和测量结果,我们验证了滤波器的频率选择性能,并观察了滤波器参数对输出信号的影响。
带通滤波器在实际应用中具有广泛的用途,例如音频处理、通信系统和图像处理等领域。
带通滤波器设计实验报告
电子系统设计实践报告实验项目带通功率放大器设计学校宁波大学科技学院学院理工学院班级12自动化2班姓名woniudtk学号12********指导老师李宏时间2014-12-4一、设计课题设计并制作能输出0.5W功率的语音放大电路。
该电路由带通滤波器和功率放大器构成。
二、设计要求(1)电路采用不超过12V单(或双)电源供电;(2)带通滤波器:通带为300Hz~3.4kHz,滤波器阶数不限;增益为20dB;(3)最大输出额定功率不小于0.5W,失真度<10%(示波器观察无明显失真);负载(喇叭)额定阻抗为8Ω。
(4)功率放大器增益为26dB。
(5)功率放大部分允许采用集成功放电路。
三、电路测试要求(1)测量滤波器的频率响应特性,给出上、下限截止频率、通带的增益;(2)在示波器观察无明显失真情况下,测量最大输出功率(3)测量功率放大器的电压增益(负载:8Ω喇叭;信号频率:1kHz);四、电路原理与设计制作过程4.1 电路原理带通功率放大器的原理图如下图1所示。
电路有两部分构成,分别为带通滤波器和功率放大器。
图1滤波器电路的设计选用LM358双运放设计电路。
LM358是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。
高输入阻抗使得运放的输入电流比较小,有利于增大放大电路对前级电路的索取信号的能力。
在信号的输入的同时会不可避免的掺杂着噪声和温漂而影响信号的放大,因此高共模抑制比、低温漂的作用尤为重要。
带通滤波器的设计是由上限截止频率为3400HZ的低通滤波器和下限截止频率为300HZ 的高通滤波器级联而成,因此,设计该电路由低通滤波器和高通滤波器组合成二阶带通滤波器(巴特沃斯响应)。
功率放大电路运用LM386功放,该功放是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。
4.2电路设计制作4.2.1带通滤波电路设计(1)根据设计要求,通带频率为300HZ~2.4KHZ,滤波器阶数不限,增益为 20dB,所以采取二阶高通和二阶低通联级的设计方案,选择低通放大十倍。
信号与系统综合实验报告-带通滤波器的设计
广州大学综合设计性实验报告册实验项目选频网络的设计及应用研究学院物电学院年级专业班电子131 姓名朱大神学号成绩实验地点电子楼316 指导老师《综合设计性实验》预习报告实验项目:选频网络的设计及应用研究一 引言:选频网络在信号分解、振荡电路及其收音机等方面有诸多应用。
比如,利用选频网络可以挑选出一个周期信号中的基波和高次谐波。
选频网络的类型和结构有很多,本实验将通过设计有源带通滤波器实现选频。
二 实验目的:(1)熟悉选频网络特性、结构及其应用,掌握选频网络的特点及其设计方法。
(2)学会使用交流毫伏表和示波器测定选频网络的幅频特性和相频特性。
(3)学会使用Multisim 进行电路仿真。
三 实验原理:带通滤波器:这种滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过,而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减和抑制。
典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一级改成高通而成,如图1所示。
电路性能参数可由下面各式求出。
通带增益:CBR R R R A f vp 144+=其中B 为通频带宽。
中心频率:)11(12131220R R C R f +=π通带宽度:)21(14321R R R R R C B f -+=品质因数:Bf Q 0=此电路的优点是,改变f R 和4R 的比值,就可以改变通带宽度B 而不会影响中心频率0f 。
四 实验内容:设计一个中心频率Hz f 20000=,品质因数5>Q 的带通滤波器。
五 重点问题:(1)确定带通滤波器的中心频率、上限频率及下限频率。
(2)验证滤波器是否能筛选出方波的三次谐波。
六 参考文献:[1]熊伟等.Multisim 7 电路设计及仿真应用.北京:清华大学出版社,2005. [2]吴正光,郑颜.电子技术实验仿真与实践.北京:科学出版社,2008. [4]童诗白等.模拟电子技术基础(第三版).北京:高等教育出版社,2001.图1 二阶带通滤波器[3]承江红,谢陈跃.信号与系统仿真及实验指导.北京:北京理工大学出版社,2009.《综合设计性实验》实验报告实验项目:选频网络的设计及应用研究 摘要:带通滤波器理论计算:中心频率Hz f 20000=,下限频率Hz f L 2100=,上限频率Hz f H 1900=。
带通滤波器实验报告
带通滤波器实验报告带通滤波器实验报告引言:带通滤波器是一种常见的信号处理工具,广泛应用于通信、音频处理等领域。
本实验旨在通过搭建带通滤波器电路,探索其工作原理和性能特点。
一、实验背景带通滤波器是一种能够通过滤除或放大特定频率范围内信号的电子设备。
它具有选择性地通过某一频率范围内的信号,而抑制其他频率的信号。
在信号处理中,带通滤波器常用于去除噪声、滤波调节音频等。
二、实验目的1.了解带通滤波器的基本原理和工作方式;2.掌握搭建带通滤波器电路的方法;3.观察带通滤波器对不同频率信号的响应,分析其频率特性。
三、实验材料和仪器1.函数发生器:用于产生不同频率的信号;2.带通滤波器电路板:包括电容、电感和电阻等元件;3.示波器:用于观察信号的波形。
四、实验步骤1.将函数发生器的输出信号接入带通滤波器电路的输入端;2.调节函数发生器的频率,产生不同频率的信号;3.通过示波器观察带通滤波器输出端的波形;4.记录不同频率下带通滤波器的输出结果。
五、实验结果与分析在实验中,我们分别输入了100Hz、1kHz和10kHz的信号,并观察了带通滤波器的输出波形。
实验结果显示,带通滤波器对不同频率信号的响应存在明显差异。
当输入信号频率为100Hz时,带通滤波器输出的波形基本保持与输入信号一致,表明该频率范围内的信号通过滤波器得到了较好的保留。
而当输入信号频率为1kHz时,带通滤波器输出的波形明显衰减,表明该频率范围内的信号被滤波器抑制了。
当输入信号频率为10kHz时,带通滤波器输出的波形几乎完全消失,表明该频率范围内的信号被滤波器完全抑制了。
通过实验结果可以看出,带通滤波器在不同频率下的响应特性不同,能够选择性地通过或抑制特定频率范围内的信号。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了带通滤波器的原理和工作方式。
带通滤波器作为一种常用的信号处理工具,具有重要的应用价值。
通过调节滤波器的参数,我们可以实现对特定频率范围内信号的选择性处理,从而达到去除噪声、调节音频等目的。
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《带通滤波器设计制作》实验报告
一:使用FilterPro 滤波器设计软件分别设计高通滤波器、低通滤波器。
1:低通滤波器
2:高通滤波
二:使用Multism 仿软件对上述设计报告的滤波电路进行仿真。
1,低通滤波器
2:高通滤波
三:制作及调试
1:实验器材
稳压源,信号发生器,数字示波器,交流毫伏表,焊接工具及焊接元器件等。
2:实验数据记录(输入电压恒为100mV)
频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV 频率/Hz 输出/mV
1 0 175 70 1950 10
2 22220 16
2 0 190 76 2435 105 23920 14
12 0 205 80 3150 105 25714 12
20 0.1 220 84 4900 105 28140 10
30 0.5 245 88 5730 100 30680 8
40 2 280 92 5800 100 35800 6
50 4 350 96 7120 95 42400 4
55 6.5 400 98 7650 90 60100 2
60 6 450 99 8320 85 70000 1
65 8 500 99 8900 80 80000 0.8
70 12 550 100 9480 75 100000 0.5
80 18 600 100 10100 70 180000 0.3
85 20 650 100 10620 65 550000 0.2
90 24 700 100 11250 60 1500000 0.1
100 28 800 100 11830 55 2000000 0
102 30 900 100 12460 50
110 34 1000 100 13400 45
118 40 1100 100 14150 40
3:数据制图
4、数据分析及总结
由数据表及频谱曲线图可以清晰读出,输入频率在20Hz以下时,几乎为零;在过了20Hz以后,信号开始出现,并开始随着频率的增加而激增,并在400Hz 左右达到100mV左右。
信号在7500Hz时开始明显减小,在10000Hz时衰减到了原信号强度的60%左右。
并衰减的速率开始放缓,并在70000Hz时信号基本消失。
由此看来,在考虑实验合理误差的范围内,此带通滤波器的通带范围可近似看作30Hz~10000Hz的带通滤波器,衰减及增益均在考虑实验合理误差后,基本符合最初设计要求。
2013年6月21日附:《带通滤波器实验数据》
《低通滤波仿真》
《低通滤波设计报告52a沙超奇.fpd》
《高通滤波仿真SCQ》
《高通滤波设计报告SCQ.fpd》
详见文件夹。