二阶有源带通滤波器的设计要点

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二阶有源带通滤波器设计说明

二阶有源带通滤波器设计说明

.专业整理 .摘要在学习《模拟电子技术基础》的基础上,针对课程设计要求,设计一个通带为 0.833KHz 、中心频率为 5KHz 、品质因素为 6、最大增益为 2 的带通滤波器,选择有源滤波器的快速设计法为设计方案,计算出该方案需要的电阻、电容、运算放大器参数,通过 Multisim 软件仿真和电路板的制作,对所选的方案进行调试,验证方案的正确性,并将实际设计的滤波器与仿真得到的滤波器进行比较,分析误差产生的原因。

关键字:带通;滤波器;快速设计法; Multisim 仿真;调试;分析误差.专业整理 .目录引言 (3)1.设计任务及要求 (3)2.方案选择 (3)3.二阶有源带通滤波器理论设计 (4)3.1 简介 (4)3.2 工作原理 (4).专业整理 .3.3 传递函数及性能参数 (5)3.4 器件参数的选取 (6)3.5 Multisim仿真及仿真数据处理 (6)4.电路板的制作 (8)4.1 原理图和 PCB 图的绘制 (8)4.2 电路板制作过程 (9)5.电路板的调试 (10)5.1 调试的仪器 (10)5.2 调试过程及结果 (10)5.3 调试所遇到的问题 (13)5.4 调试误差分析 (13)6.结论 (13)谢辞 (15)参考文献 (16)附录·················17·····················引言本论文主要讨论信号的处理电路,其中一种电路称为模拟滤波器,模拟滤波器的主要功能是传送输入信号中有用的频率成分,衰减或抑制无用的频率成分,本文主要研究由电阻、电容和运算放大器组成的有源带通滤波电路,其原理是通过对电容、电阻参数的配置,使得模拟滤波器对频率在通带内的频率分量呈现很小的阻抗,而对频带外的频率分量呈现很大的阻抗,这样当负载电流信号通过该模拟带通滤波器的时候就可以把通带内的信号提取出来,把通带外的信号去除。

二阶RC有源滤波器的设计

二阶RC有源滤波器的设计

二阶RC有源滤波器的设计二阶RC有源滤波器是一种常用的滤波器电路,它能够实现对输入信号的特定频率范围内的增益或衰减。

在设计二阶RC有源滤波器时,我们需要考虑各种因素,如滤波器类型、频率特性、增益、带宽等。

下面将详细介绍二阶RC有源滤波器的设计过程。

1.确定滤波器类型2.确定截止频率截止频率是指在该频率上信号的幅值相对于其他频率被衰减的程度。

我们需要确定滤波器的截止频率,以实现对所需频率范围内的增益或衰减。

截止频率可以根据具体应用的要求来确定。

3.选择滤波器的增益滤波器的增益与信号在截止频率附近的幅频特性有关。

根据需求,我们需要确定滤波器在截止频率附近的增益大小。

通常情况下,二阶RC有源滤波器的增益可以在0dB到20dB之间选择。

4.计算滤波器的带宽滤波器的带宽是指在该频率范围内信号的幅值不被衰减的程度。

我们需要计算滤波器的带宽,以确定滤波器对所需频率范围内的信号的保留程度。

带宽可以通过截止频率和滤波器增益来计算得出。

5.设计滤波器电路根据上述参数,我们可以设计出二阶RC有源滤波器的电路。

通常情况下,二阶RC有源滤波器由一个有源放大器、两个电容和两个电阻组成。

具体的电路图可以根据滤波器类型和设计要求来确定。

6.进行电路模拟和优化在设计完成后,我们可以使用电路模拟软件进行模拟和优化。

通过模拟,我们可以验证滤波器的性能是否符合设计要求,并根据需要进行电路参数的调整和优化。

7.制作滤波器电路在优化滤波器电路之后,我们可以进行电路的制作和组装。

需要注意的是,尽量采用高质量的元器件来确保滤波器的性能和可靠性。

总结:以上是二阶RC有源滤波器的设计过程。

在设计过程中,我们需要确定滤波器类型、截止频率、增益和带宽等参数,并根据这些参数设计出满足要求的电路。

通过电路模拟和优化,我们可以验证滤波器的性能,并进行必要的调整和优化。

最后,制作出合适的滤波器电路,并确保其质量和可靠性。

二阶带通滤波器课程设计2要点

二阶带通滤波器课程设计2要点

一、制作一个1000Hz的正弦波产生电路:图1.1 正弦波产生电路1.1文氏电桥振荡工作原理如图所示,R1、C1和R2、C2为串、并联选频网络,接于运算放大器的输出与同相输入端之间,构成正反馈,以产生正弦自激振荡。

R3、D1,D2以及W1组成负反馈网络,调节W1可改变负反馈的反馈系数,从而调节放大的电压增益,使电压增益满足振荡的幅度条件,这个负反馈网络起到稳定振幅的作用,适当调节W1可以得到波形失真小且工作稳定的输出波形。

RC串并联网络与负反馈中的R3、D1,D2以及W1刚好组成一个四臂电桥,即文氏电桥。

分析RC串并联网络的选频特性,根椐正弦波振荡电路的振幅平衡条件,选择合适的放大指标,构成一个完整的振荡电路。

1.2 正弦波产生电路中W2的作用振荡器产生的振荡信号经U2的同相端输入,经U2的输出端输出,其振荡信号的输出幅度可由W2调节1.3 振荡电路的传递函数由图(1.1)有 1111Z R sC =+,22222Z 1R R C sC =+=2221R sC R +其中,1Z 、2Z 分别为图1.1中RC 串、并联网络的阻值。

得到输入与输出的传递函数:F ν(s)=2121212221121()1sR C R R C C s R C R C R C s ++++ =122112211121211111()s R C s s R C R C R C R R C C ++++(1.1)由式(1.1)得 212120R R 1C C =ω 21210R R 1C C =⇒ω取1R =2R =16k Ω,12C C ==0.01μF ,则有0010002f Hz ωπ===≈1.3 振荡电路分析就实际的频率而言,可用s j ω=替换,在0ωω=时,经RC 选频网络传输到运放同相端的电压与1o U 同相,这样,放大电路和由Z1和Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统,可以满足相位平衡条件。

12211221212()12v j C R F j j C R j C R C C R R ωωωωω=++- (1.2)令212101R R C C =ω,且R R R C C C ====2121,,则式(1.2)变为)(3)(00ωωωωω-+=j j F v (1.3)由此可得RC 串并联选频网络的幅频响应 2002)(31ωωωω-+=V F (1.4)相频响应3)(arctan0ωωωωϕ--=f (1.5)由此可知,当212101R R C C ==ωω,或CRf f π210== 时,幅频响应的幅度为最大,即 31m a x =V F 而相频响应的相位角为零,即 f ϕ0= 这说明,当212101R R C C ==ωω时,输出的电压的幅度最大(当输入电压的幅度一定,而频率可调时),并且输出电压时输入电压的1/3,同时输出电压与输入电压同相。

二阶有源滤波器设计

二阶有源滤波器设计

电子系统设计实验题目:二阶有源滤波器设计专业:电子信息科学与技术班级:姓名:指导老师:时间:二阶有源滤波器设计一.设计要求:设计一个二阶有源高通滤波器和一个二阶有源低通滤波器,并能将它们连接成带通滤波器。

高通滤波器截止频率:100Hz ,增益:AV=2。

低通滤波器截止频率:2KHz , 增益:AV=2。

衰减速率:>30DB/10倍频。

二.使用元器件:集成运算放大器 LM324一片电阻 14k Ω 2个 、20k Ω 4个、9.5k Ω2个 电容 0.1uF 2个、0.01uF 2个三.原理及电路设计:二阶滤波器重要性不仅仅在于它们本身,还在于它们是构造高阶滤波器的重要组成部分,所以先研究它们的响应。

回顾二阶有源滤波电路的低通、高通响应,可以看出它们拥有相同的分母0()1/D j j ωωω=+,从而正式分子()N j ω决定了响应的类型。

当()N j ω=1,得到低通;当()N j ω=0/j ωω,得到高通。

另外,加权在于H 的存在并不改变响应类型,他仅仅会使幅度图产生上下移动,这取决与它的绝对值是大于1还是小于1。

类似的考虑对二阶响应也是成立的。

然而,因为分母现在的阶数是2,所以除了0ω外还有一个附加的滤波器参数。

所有的二阶函数都可以表示成如下的标准形式: 200()()(/)2(/)1N s H s s s ωζω=++(2.1)式中()N s 是一个阶数m 小于等于2的s 多项式;0ω称作无阻尼自然频率,单位是rad/s ;而ζ是一个无量纲的参数,称为阻尼系数。

这个函数有两个极点,1,20(p ζω=-±,它们在s 平面上的位置是按如下方式受ζ控制的。

1) 当ζ>1时,极点为实数且为负值。

自然响应时有两个衰减的指数函数项组成,这就是过阻尼。

2) 当0<ζ<1时,极点为一对共轭复根,可以表示成1,20p j ζωω=-± (2.2)这些极点都位于左半平面,此时称为欠阻尼。

二阶有源带通滤波电路

二阶有源带通滤波电路

二阶有源带通滤波电路二阶有源带通滤波电路是一种常见的电子电路,它能够在一定频率范围内通过信号,同时阻隔其他频率的信号,常用于音频处理、通信系统等方面。

本文将从以下几个方面详细阐述二阶有源带通滤波电路的原理、设计和应用。

第一步,阐述有源滤波器的基本原理。

有源滤波器是利用运算放大器的放大作用来实现滤波的电路,因此其具有较高的增益和稳定性,能够在较宽的频率范围内实现滤波,同时还能够通过调整电路参数来实现所需的滤波特性。

基本的有源滤波器包括有源低通滤波器、有源高通滤波器、有源带通滤波器和有源带阻滤波器。

第二步,讲解二阶有源带通滤波电路的设计。

在二阶有源带通滤波电路中,通常采用两个运算放大器进行级联,构成一个二阶电路结构。

在电路的输入端和输出端之间,通过一个带通滤波器来实现所需的频率范围内的有源增益,同时阻隔其他频率范围的信号。

该电路的设计主要包括电路参数的选择和运算放大器的配置等方面。

在参数设计时需要确保所选参数能够滤除杂波和噪声的同时保持信号的快速响应,同时在运算放大器的配置中要考虑放大器的增益和带宽等特性。

第三步,介绍有源带通滤波器的应用。

有源带通滤波器广泛应用于音频处理、无线通信系统、雷达信号处理等方面。

在音频处理中,可以通过有源带通滤波器来实现音乐合成、均衡器、调音台等功能,使得音频效果更加优美;在无线通信系统中,有源带通滤波器不仅能够滤除杂波和噪声,还能够增强所需频段的信号强度,提高系统的信号传输质量;在雷达信号处理中,有源带通滤波器能够滤除多普勒杂波和敌我干扰等干扰信号,提高雷达探测和目标识别的准确性。

通过以上三个方面的介绍,我们可以基本了解二阶有源带通滤波电路的原理、设计和应用。

二阶有源带通滤波电路在电子技术领域中有着广泛的应用,可以有效地滤除杂波、噪声和干扰信号,保持所需信号的清晰度和稳定性。

二阶带通滤波器要点

二阶带通滤波器要点

电子与电气工程学院课程设计报告课程名称模拟电子技术课程设计设计题目二阶带通滤波器的设计专业名称自动化班级自动化143班学号201学生姓名指导教师2016年5月30日电气学院电子技术课程设计任务书设计名称:二阶带通滤波器的设计学生姓名:指导教师:起止时间:自2016 年 5 月16 日起至2016 年 5 月30 日止一、课程设计目的1.制作一个二阶带通滤波器。

2.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、课程设计任务和基本要求设计任务: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=1KHz;3.增益A V=1---2;4.品质因数Q=1~2;5.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)。

基本要求:1.具有放大信号源的作用,能输出相应的波形;2.能够通过一定频率范围内的信号源。

三、设计目标设计的二阶带通滤波器能通过一定频率范围内的信号源。

当输入幅度为1V、频率小于100Hz或大于8000Hz的正弦信号时,基本不能输出正弦波形,而是幅度很小且不规则的曲线。

当输入频率为中心频率周围的正弦信号时,能输出完整且稳定的波形。

即二阶带通滤波器有滤波功能。

电气学院电子技术课程设计指导老师评价表目录摘要与关键字........................................................................................................................................ - 1 -一、二阶带通滤波器的设计要求 .......................................................................................... - 2 -1.1 设计任务及要求.................................................................................................................. - 2 -1.1.1基本要求 ........................................................................................................................... - 2 -1.1.2设计任务 ........................................................................................................................... - 2 -1.1.3设计目标 ........................................................................................................................... - 2 -二、电路设计原理及方案 ........................................................................................................... - 2 -2.1二阶带通滤波器的特点 ................................................................................................... - 2 -2.2设计原理 ................................................................................................................................... - 2 -2.3方案设计与论证 ................................................................................................................... - 2 -三、单元电路设计与参数计算................................................................................................ - 3 -3.1压控电压源二阶带通滤波电路 ................................................................................... - 3 -3.2无限增益多路反馈二阶带通电路 .............................................................................. - 5 -3.3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).......................................................................................................................................... - 6 -四、总原理图........................................................................................................................................ - 8 -4.1总原理图 ................................................................................................................................... - 8 -4.2元件清单 ................................................................................................................................... - 9 -五、性能测试与分析.................................................................................................................. - 10 -5.1直流稳压电源性能测试与分析 ................................................................................. - 10 -5.2压控电压源二阶带通滤波电路性能测试与分析 ............................................ - 11 -5.3无限增益多路反馈二阶带通电路性能测试与分析 ....................................... - 14 -六、结论 .............................................................................................................................................. - 16 -七、利用Multisim仿真软件设计体会.......................................................................... - 17 -参考文献 .................................................................................................................................................. - 17 -摘要带通滤波器(band-pass filter)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的设备。

模电课程设计:二阶有源带通滤波器

模电课程设计:二阶有源带通滤波器

模电课程设计:二阶有源带通滤波器课程设计任务书学生姓名:XXX 专业班级:电信XX指导教师:曾刚工作单位:信息工程学院题目:有源带通滤波器初始条件:具备模拟电子电路的理论知识;具备模拟电路基本电路的设计能力;具备模拟电路的基本调试手段;自选相关电子器件;可以使用实验室仪器调试。

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、设计一个有源带通滤波器。

2、通带范围为50HZ-20KHZ,带内电压变化小于0.5dB 。

3、自制直流电源。

4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书时间安排:十八周一周,其中3天硬件设计,2天硬件调试指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要........................................................................................................................... ....................... I 1 有源带通滤波器理论设计 (1)1.1简介 (1)1.2工作原理 (1)1.3 二阶有源滤波器设计方案 (2)1.3.1原理图 (2)1.3.2低通滤波电路 (2)1.3.3高通滤波电路 (3)1.3.4原件参数选取 (4)2 二阶有源滤波器实际仿真与测试 (5)3 误差分析 (7)3.1 元器件误差 (7)3.2运放的性能 (7)3.3仪器误差 (7)3.4直流稳压电源供电误差 (7)4 直流稳压电源设计 (8)5 心得体会 (9)参考文献 (10)致谢 (11)摘要在《模拟电子技术基础》的学习基础上,针对课设要求,设计有源带通滤波器,计算出符合条件要求的原件参数,通过Multisim仿真和焊接完电路后的实际测量数据,验证参数的取值。

关键词:有源带通滤波器参数Multisim仿真1 有源带通滤波器理论设计1.1简介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,与带阻滤波器的概念相对。

毕业设计-二阶带通滤波器的设计与制作

毕业设计-二阶带通滤波器的设计与制作

郑州大学毕业设计(论文)题目:二阶带通滤波电路的设计指导教师:李常青职称:副教授学生姓名:张伟学号:20082410146 专业:电子信息工程院(系):信息工程学院完成时间:2012年5月27日2012年5 月27 日二阶带通滤波器的设计摘要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。

本文对常用的运算放大器OP07做了简单的的介绍,重点介绍了带通滤波器工作原理以及设计方法,介绍了高低通滤波器的工作原理。

设计了一个由高通滤波电路和低通滤波电路级联而组成的带通滤波电路,给出了系统的电路设计方法以及主要模块的原理分析和参数计算方法,特别是给出了带通滤波器各参数的详细计算。

该电路采用高通滤波电路和低通滤波电路级联的设计方法,使滤波器对信号能进行有效地滤波。

实验结果表明,该滤波器具有良好的滤波效果以及运行稳定可靠等优点。

关键词:带通滤波器滤波参数计算AbstractBand pass filter is a filter which is defined that can let a frequency range of frequency components pass, but the other range of the frequency components be decayed to a very low level. In this paper the operational amplifier OP07 is introduced in brief, and the band pass filter ‘s working principle and design method are introduced in detail, and it’s the same with the working principle of high pass filter and low pass filter. I designed a band pass filter that consist of a high pass filter and a low pass filter, and gives the system design method of the circuit as well as the main module principle analysis and parameters calculation method, especially gives the band pass filter parameters calculation. The circuit uses the design of connecting a high-pass filter and a low pass filter, so that the filter can filter the signal effectively. The experimental results show that, the filter has a good filtering effect and it‘s stable and reliable at the same time etc..Key Words:band pass filter filter parameters calculation目录第一章绪论 (4)1.1 选题目的和意义 (4)1.2 国内外研究和发展 (4)1.3 本文的主要工作 (5)第二章滤波电路的设计 (6)2.1 系统整体结构及主要电路 (6)2.2滤波器设计与分析 (6)2.2.1 滤波器的分类 (6)2.2.2 一阶有源滤波电路 (7)2.2.3 二阶有源滤波电路 (8)2.2.4 压控电压源二阶有源滤波电路 (9)2.2.5 压控电压源二阶带通滤波器 (11)2.3 二阶有源带通滤波器的原理图 (12)2.4 元件参数的选取 (13)第三章二阶有源滤波电路仿真与结果分析 (15)3.1 滤波器仿真结果 (15)3.2 误差分析 (18)3.2.1 元器件的误差 (18)3.2.2 运放的性能 (18)3.2.3 仪器的误差 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)第一章绪论1.1 选题目的和意义选题——二阶带通滤波器的设计与制作本滤波电路采用高通滤波电路和低通滤波电路级联的方法,实现了带通滤波的效果,通带为300Hz到3400Hz。

二阶带通滤波器的设计流程

二阶带通滤波器的设计流程

二阶带通滤波器的设计流程引言:带通滤波器是一种可以通过滤波器将特定频率范围内的信号通过,而抑制其他频率的信号的电子设备。

二阶带通滤波器是应用最广泛的一种滤波器之一,它具有较好的频率选择特性和相位响应。

本文将介绍二阶带通滤波器的设计流程。

一、确定滤波器的频率范围在设计二阶带通滤波器之前,首先需要确定滤波器的频率范围。

这可以根据具体的应用需求来确定,例如音频处理中常用的频率范围为20Hz到20kHz。

二、选择滤波器的类型根据滤波器的特性和要求,选择合适的滤波器类型。

常见的二阶带通滤波器有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等。

巴特沃斯滤波器具有平坦的幅频响应,但相位响应不是最理想的;切比雪夫滤波器在通带内具有较大的纹波,但相位响应较好;椭圆滤波器在通带内和阻带内都具有较好的性能,但设计较为复杂。

三、计算滤波器的参数根据滤波器的类型和要求,计算滤波器的参数。

主要包括通带频率、阻带频率、通带衰减和阻带衰减等。

通带频率是指滤波器传递信号的范围,阻带频率是指滤波器抑制信号的范围。

通带衰减是滤波器在通带内信号的衰减程度,阻带衰减是滤波器在阻带内信号的衰减程度。

四、选择滤波器的架构根据计算得到的参数,选择合适的滤波器架构。

常见的二阶带通滤波器架构有Sallen-Key架构和Multiple Feedback架构。

Sallen-Key架构具有简单的电路结构和较好的性能,是应用最广泛的一种架构;Multiple Feedback架构则适用于阻带衰减要求较高的场合。

五、设计滤波器电路根据选择的滤波器架构,设计滤波器的电路。

根据计算得到的参数,确定电路中的元件数值和连接方式。

在设计过程中,需要注意元件的可获得性和稳定性,以及电路的抗干扰性和稳定性。

六、进行电路仿真使用电子电路仿真软件,对设计的滤波器电路进行仿真。

通过仿真结果,可以验证滤波器的性能是否符合设计要求。

如果有需要,可以对电路进行调整和优化。

七、制作滤波器电路根据仿真结果,制作滤波器的实际电路。

二阶带通滤波器的设计

二阶带通滤波器的设计

二阶带通滤波器的设计二阶带通滤波器是一种滤波器,可以使特定频率范围内的信号通过,而将其他频率的信号抑制。

它通常由一个高通滤波器和一个低通滤波器级联组成。

在设计二阶带通滤波器时,需要确定滤波器的通带范围、通带增益、截止频率以及滤波器的类型等参数。

首先,我们需要确定滤波器的通带范围。

带通滤波器可以通过选择适当的通带上下限来实现。

通带上限和下限确定了滤波器在哪个频率范围内起作用。

例如,我们可以选择通带范围为500Hz到2kHz。

然后,确定滤波器的通带增益。

通带增益指的是滤波器在通带范围内的增益情况。

通常,滤波器的通带增益为0dB,表示不对信号进行增益或衰减。

但也可以根据实际需求,设置通带增益为正值或负值。

接下来,我们需要确定滤波器的截止频率。

截止频率是指信号衰减到一定程度的频率。

在带通滤波器中,我们需要选择低通滤波器和高通滤波器的截止频率。

低通滤波器的截止频率应高于通带上限,而高通滤波器的截止频率应低于通带下限。

一般来说,截止频率的选择应根据信号频谱分布和带宽要求来确定。

在选择截止频率之后,我们需要确定滤波器的类型。

常用的二阶带通滤波器类型包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和椭圆滤波器等。

它们在滤波器的通频带宽、衰减特性和相位响应等方面有不同的性能。

根据具体情况选择最适合的滤波器类型。

一旦确定了以上参数,我们可以开始设计二阶带通滤波器。

设计的主要步骤包括:1.设计低通滤波器:利用所选的滤波器类型,设计一个低通滤波器,其截止频率为所选的通带下限。

2.设计高通滤波器:同样地,利用所选的滤波器类型,设计一个高通滤波器,其截止频率为所选的通带上限。

3.级联滤波器:将低通滤波器和高通滤波器按级联方式连接,形成二阶带通滤波器。

4.调整参数:根据实际应用需求,调整滤波器的参数,如增益、截止频率等。

5.仿真和测试:利用计算机软件或硬件进行滤波器的仿真和测试,检查其频率响应和相位响应等性能是否满足要求。

总结起来,设计二阶带通滤波器需要确定滤波器的通带范围、通带增益、截止频率和滤波器类型等参数。

二阶带通滤波器的设计

二阶带通滤波器的设计

课程设计说明书课程设计名称:模拟电子技术课程设计课程设计题目:二阶带通滤波器的设计学院名称:信息工程学院专业:电子信息科学与技术班级: 100431 学号:姓名:评分:教师:20 12 年 3 月 18 日信息工程学院课程设计任务书I、课程设计题目:二阶带通滤波器的设计II、课程设计技术要求及主要元器件:控制温度【基本要求】:1) 具有放大信号源的作用,能输出相应的波形2)能够通过一定频率范围内的信号源【主要参考元器】:uA741芯片0.8K、12K、24K、47K、80K、320K的电阻100K、200K 100K、200K 的可调电阻0.01uF的电容III、电子专业课程设计工作内容及进度安排:第一周查阅资料,确定方案,Multisim仿真第二周设计制作,电路调试,撰写报告Ⅳ、主要参考资料:[1]吴友宇. 模拟电子技术基础. 武汉:清华大学出版社,2009.[2]康华光.模拟电子技术基础.武汉:高等教育出版社,2005.7.[3]舒庆莹,凌玲.模拟电子技术基础实验.武汉:武汉理工大学出版社,2008.2.[4]谢自美. 电子线路设计. 第三版. 武汉: 华中科技大学出版社,2006[5]童诗白.模拟电子技术基础(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2005摘要带通滤波器(band-pass filter)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的设备。

一个理想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.通常,滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好,这样滤波器的性能就与设计更加接近.然而,随着滚降范围越来越小,通带就变得不再平坦-开始出现"波纹".这种现象在通带的边缘处尤其明显,这种效应称为吉布斯现象.除了电子学和信号处理领域之外,带通滤波器应用的一个例子是在大气科学领域,很常见的例子是使用带通滤波器过滤最近3到10天时间范围内的天气数据,这样在数据域中就只保留了作为扰动的气旋.在频带较低的剪切频率f1和较高的剪切频率f2之间是共振频率,这里滤波器的增益最大,滤波器的带宽就是f2和f1之间的差值.目录前言 (5)第一章二阶带通滤波器的设计要求 (2)1.1设计任务及要求 (6)第二章电路设计原理及方案 (7)2.1二阶带通滤波器的特点 (7)2.2设计原理 (7)2.3设计方案 (8)2.3.1芯片选择 (8)2.3.2压控电压源电路图 (8)2.3.3无线增益多路反馈电路图 (9)第三章二阶带通滤波器详细设计 (10)3.1方案设计 (10)3. 2参数设计 (10)3. 3安装与调试 (12)3. 4仿真数据处理 (15)3.5性能测试与分析 (16)第四章电路的焊接与调试 (17)4.1电路的安装 (17)4.2电路的调试 (17)4.21调试的仪器 (17)4.22调试过程及结果 (17)4.23电路改进 (19)4.24调试误差分析 (19)设计结论心得 (20)附录一 (21)前言近年来,有源滤波器已成为电力系统研究领域中的热点。

二阶带通滤波器的设计报告

二阶带通滤波器的设计报告

二阶带通滤波器的设计报告一、引言带通滤波器是一种能够通过特定频率范围内的信号,而抑制其他频率信号的电子滤波器。

二阶带通滤波器是一种常用的滤波器类型,具有较好的滤波效果和相对简单的电路结构。

本文将介绍二阶带通滤波器的设计方法与实现过程。

二、二阶带通滤波器的原理三、二阶带通滤波器的设计步骤1.确定滤波器的通带中心频率:根据具体应用需求,确定滤波器需要通过的频率范围,并取其中心频率为设计目标。

2.确定通带增益:根据应用需求,确定滤波器在通带范围内需要增益的大小。

3.计算滤波器的品质因子:品质因子(Q值)是评价滤波器带宽与衰减特性的重要参数。

根据设计要求和公式,计算出所需的Q值。

4.确定滤波器的截止频率:根据所需的通带带宽和中心频率,计算出滤波器的上下截止频率。

5.设计滤波器的电路结构:根据已知的截止频率、Q值和增益,选择适合的电路结构实现二阶带通滤波器。

6.计算滤波器的元件数值:根据所选电路结构和设计参数,计算出各个元件的数值。

7.绘制滤波器的电路原理图:将计算出的元件数值和电路结构绘制为电路原理图。

8.仿真与验证:使用电子仿真软件对滤波器的性能进行仿真与验证。

9.实际实现:根据电路原理图,选择适合的元器件进行实际的电路实现。

10.测试与调整:使用测试仪器对实际实现的滤波器进行测试,并根据测试结果进行调整,以达到设计要求。

四、实例以设计一个中心频率为1kHz,通带增益为10dB,通带带宽为500Hz的二阶带通滤波器为例进行说明。

1.确定滤波器的通带中心频率为1kHz。

2.确定通带增益为10dB。

3. 计算滤波器的品质因子。

根据公式Q=fc/BW,其中fc为中心频率,BW为通带带宽,计算得到Q=24.确定滤波器的截止频率。

根据中心频率和通带带宽,可以计算出滤波器的上下截止频率为900Hz和1100Hz。

5. 选择适合的电路结构。

本例选择经典的Sallen-Key滤波器结构进行设计。

6.计算滤波器的元件数值。

二阶带通滤波器设计报告

二阶带通滤波器设计报告

二阶带通滤波器设计报告
摘要:有选择性传输特定频率范围内信号的电路称为滤波电路(或滤波器),其功能是:允许规定频率范围内的有用信号通过,不允许规定频率范围之外的的无用信号(干扰信号)通过。

目前,滤波器被广泛地用在通信、广播、雷达以及许多仪器和设备中。

滤波器的应用频率范围极宽,有适用于低到零点几赫的滤波器,也有高到微波波段的滤波器。

根据滤波频率的中心频率和其他要求的不同,滤波器中采用各种谐振元件,电感、电容是最常用的谐振元件。

关键词:滤波器 带通 巴特沃斯 压控
一 有源带通滤波器电路组成原理:
由低通滤波器和高通滤波器串联连接组成,而低通滤波电路的截止频率fp1应高于高通滤波器的截止频率fp2,其通频带为(fp1-fp2),带通滤波电路组成框图如下: U o U o U
二 二阶带通滤波器电路(VCVS )图
三 二阶带通滤波器参数设置方法
由二阶带通滤波器的设计表其性能参数有:中心角频率ω或f0,0ω对应的增益v A ;带宽BW=l h ωω- 或BW=Fh-Fl,其中h ω称为上截止角频率, 称为下截止角频率;品质因素
Q= 0ω/ BW 或Q= 0ω/ B ,Q 值越高,滤波器的选择性越好,衰减速率越高,但Q 值也
不能太高,否则会使电路难以调整,一般取Q <=10较好。

如果要求带宽的范围很宽,则可
采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器相级联的方法,这时滤波器阻带的衰减速率为-40dB 10倍频程,滤波器的带宽由两个滤波器的截止频率所决定。

参考文献:
谢自美.电子线路设计•实验•测试•华中科技大学出版社
刘祖刚.模拟电路分析与设计基础•机械工业出版社。

《模拟电子技术基础》课程设计-二阶有源带通滤波器设计

《模拟电子技术基础》课程设计-二阶有源带通滤波器设计

《模拟电子技术基础》课程设计-二阶有源带通滤波器设计
一、背景介绍
滤波器是电子电路中比较常用的部件,它可以起到限制电路中某些频率信号的作用,从而达到指定频率及消隐其它频率信号的目的。

由于其可以灵活控制输出信号,因此将滤波器应用到各种电子元件设计中,尤其是各种传感器应用中,使其输出精确明确。

二、二阶有源带通滤波器
二阶有源带通滤波器是电子电路中最常用的滤波器。

它具有极高的非线性斜率,与各种多种模拟电路应用密切相关,如多调制,编解码,数字信号的发生和接收等。

它包括两个一阶有源元件,一个是放大器,一个是滤波器,他们两个相互耦合,形成了一个较大的滤波限制电路。

三、设计步骤
(1)确定滤波器的有效频率范围:在设计带通滤波器过程中,首先要确定滤波器的有效频率范围,以确保能够带通这个频率范围中的希望被处理的信号;
(2)确定滤波器的输入阻抗:滤波器的输入阻抗可以从外部而来,也可以从电路的内部而来;
(4)确定滤波器的放大器增益:由于放大器如何影响滤波器,因此需要确定放大器的增益,以使滤波器能够有效运行;
(5)确定滤波器的电源:需要确定滤波器的电源电压,以便让电路正常工作;
(6)完成实际布线:按照设计及电路原理图完成实际的布线,并完成滤波器的测试工作。

四、结论
本文简要介绍了二阶有源带通滤波器的相关内容,将滤波器实际应用到电子元件设计中,改善信号质量及抗干扰性能,是有效提高其性能的重要部件。

在实际设计过程中,需要充分考虑滤波器的各种参数,以便最终获得性能最佳的设计方案。

完整版二阶有源带通滤波器设计及参数计算

完整版二阶有源带通滤波器设计及参数计算

滤波器是一种只传输指定频段信号,控制其他频段信号的电路。

滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种:①无源滤波器 :由电感 L、电容 C 及电阻 R 等无源元件组成②有源滤波器 :一般由集成运放与 RC 网络组成,它拥有体积小、性能牢固等优点,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适用频率的信号,衰减无用频率的信号,控制搅乱和噪声,以达到提高信噪比或选频的目的,所以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办理。

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 相串通,就组成了 BPF ,而 LPF 与 HPF 并联,就组成 BEF 。

在合用电子电路中,还可能同时采用几种不同样型式的滤波电路。

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。

带通滤波器( BPF )( a)电路图(b) 幅频特点图1 压控电压源二阶带通滤波器工作原理:这种滤波器的作用是只赞同在某一个通频带范围内的信号经过,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或控制。

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 (a )所示。

电路性能参数通带增益中心频率通带宽度选择性此电路的优点是改变 Rf 和 R4 的比率即可改变频宽而不影响中心频率。

例.要求设计一个有源二阶带通滤波器,指标要求为:通带中心频率通带中心频率处的电压放大倍数:带宽:设计步骤:1 )采用图2 电路。

2)该电路的传输函数:质量因数:通带的中心角频率:通带中心角频率处的电压放大倍数:取,则:图 2无量增益多路负反响有源二阶带通滤波器电路。

二阶带通滤波器的设计

二阶带通滤波器的设计

二阶带通滤波器的设计摘要:带通滤波器是指能够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。

本文重点介绍了带通滤波器工作原理以及设计方法。

介绍了高低通滤波器的工作原理。

设计了一个由高通滤波电路和低通滤波电路级联而组成的带通滤波,给出了系统的电路设计方法以及主要模块的原理分析。

实验结果表明,该滤波器具良好的滤波效果以及运行稳定可靠等优点。

关键词:带通滤波器参数设计稳定可靠Abstract: Band pass filter is a filter which is defined that can let a frequency range of frequency components pass, but the other range frequency components be decayed to a very low level. This paper mainly introduce the band pass filter’s working principle and design method in detail, I design a band pass filter consist of a high pass filter and a low pass filter, and gives the system design method of the circuit as well as the main module principle analysis and parameters calculation method.The experimental results show that the filter have good filtering effect and working stable and reliableKey word: band filter parameter design stable and reliable1 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。

二阶有源带通滤波器

二阶有源带通滤波器

模拟电子技术课程设计说明书二阶有源带通滤波器院、部:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:雷美艳职称:副教授专业:电子信息工程班级:电子1302班完成时间:2015年7月4日课程设计评定意见《模拟电子技术》课程设计任务书学院:电气与信息工程学院《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器是对输入信号的频率具有选择性的一个网络,它允许某些频率的信号通过,而其他频率的信号受到衰减或抑制。

本设计介绍了带通滤波器的工作原理及设计方法,设计了一个由高通滤波器电路和低通滤波器电路级联而成的带通滤波电路,给出了系统的电路设计方法以及主要模块的原理分析。

本文也给出了带通滤波器各参数的计算方法,设计了一个中心频率为1KHZ,增益为2-3倍,截止频率为800-1200HZ的带通滤波器。

关键词:带通;滤波器;截止频率;通带增益;运算放大器ABSTRACTSelectivity of the filter is the frequency of the input sig nal has a network which allows frequency signals, while othe r frequencies of the signal was attenuated or inhibited. The design principle and design method of bandpass, designed a h igh-pass filter circuits and low-pass filter circuits cascadin g of band-pass filter, gives the system circuit design metho d and principle analysis of the main module. Band-pass filte rs are also given in this paper the parameters of the meth od, design a centre frequency of 1KHZ, gain to 2-3, band-pa ss filter cutoff frequency of 800-1200HZ.Key words :Band-pass;Rejector; Abort Frequency; Passband Gain目录前言 (1)第一章设计任务及要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计内容 (2)1.3 设计要求 (2)第二章设计方案 (3)第三章电路设计 (4)3.1 电路设计原理图 (4)3.2 参数设计 (5)3.3 仿真和性能测试与分析 (7)3.4 直流稳压电源的设计 (12)第四章电路板的制作 (16)4.1 PCB 图的绘制 (16)4.2 电路板的制作 (16)4.3 实物图 (17)第五章电路板的调试 (18)5.1 调试过程 (18)5.2 调试结果 (18)5.3 调试结果分析 (20)第六章心得体会 (21)参考文献 (21)致谢 (21)附录 (22)前言随着计算机技术的发展,电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革。

二阶有源带通滤波器的设计要点

二阶有源带通滤波器的设计要点

设计任务书一、设计目的掌握二阶压控电压源有源滤波器的设计与测试方法二、设计要求和技术指标带通滤波器:通带增益 up A 2;中心频率:0f =1kHz ;品质因数Q=0.707.要求设计电路具有元件少、增益稳定、幅频响应好等特点。

2、设计内容及步骤(1)写出电路的传递函数,正确计算电路元件参数,选择器件,根据所选器件画出电路原理图,并用multisim 进行仿真。

(2)安装、调试有源滤波电路。

(3)设计实验方案,完成滤波器的滤波性能测试。

(4)画出完整电路图,写出设计总结报告。

三、实验报告要求1、写出设计报告,包括设计原理、设计电路、选择电路元器件参数、multisim 仿真结论。

2、组装和调试设计的电路检验该电路是否满足设计指标。

若不满足,改变电路参数值,使其满足设计题目要求。

3、测量电路的幅频特性曲线。

4、写出实验总结报告。

前言随着计算机技术的发展,模拟电子技术已经成为一门应用范围极广,具有较强实践性的技术基础课程。

电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革,为了培养学生的动手能力,更好的将理论与实践结合起来,以适应电子技术飞速的发展形势,我们必须通过对本次课程设计的理解,从而进一步提高我们的实际动手能力。

滤波器在日常生活中非常重要,运用非常广泛,在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的滤波器。

随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种滤波器。

用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。

滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个带通滤波器。

我们通过对电路的分析,参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。

在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。

RC有源滤波器设计1.1总方案设计1.1.1方案框图图1.1.1 RC有源滤波总框图1.1.2子框图的作用1 RC网络的作用在电路中RC网络起着滤波的作用,滤掉不需要的信号,这样在对波形的选取上起着至关重要的作用,通常主要由电阻和电容组成。

二阶有源带通滤波器的设计要点

二阶有源带通滤波器的设计要点

二阶有源带通滤波器的设计要点1.滤波器类型选择:确定所需的滤波器类型,例如巴特沃斯滤波器、切尔文斯基滤波器等。

每种类型的滤波器都有不同的特性,满足不同的滤波要求。

2.频率范围选择:确定希望滤波器通过的频率范围,这取决于应用的需求。

可以根据信号的频率分析,选择适合的频率范围。

4.滤波器特性:选择滤波器的增益和增益稳定性要求。

对于有源滤波器,可以通过负反馈回路来实现增益调节,并确保稳定性。

5.滤波器的阶数:确定所需的滤波器阶数。

二阶滤波器在频率响应和滤波特性方面通常比一阶滤波器更好。

较高阶数的滤波器可以在抑制带内获得更好的滚降特性。

6.滤波器的增益:确定所需的增益量,以及频率范围内的增益平坦度。

增益可以通过有源放大器的放大倍数调节。

7.模拟滤波器设计:根据滤波器类型和阶数,设计滤波器的模拟电路。

这通常包括选择合适的运算放大器、电容和电阻值,以及设置反馈网络。

8.有源放大器选择:选择适合的有源放大器来放大输出信号。

放大器的选择取决于所需的增益、频率范围和电源电压等因素。

9.噪声和失真:考虑滤波器的噪声级别和失真程度。

噪声和失真可以通过选择合适的放大器和电路设计来最小化。

10.调试和优化:完成滤波器的原理图和PCB设计后,进行调试和优化。

这可能包括电路的频率响应测试、增益平坦度测试和稳定性分析等。

11.参数调整和性能评估:根据实测数据,调整滤波器电路中的元器件数值,以达到所需的滤波特性。

通过频率响应和失真分析,评估滤波器的性能。

12.结果验证和应用:验证滤波器的性能是否满足实际应用的要求。

如果需要,可以进行进一步的调整和优化。

以上是设计二阶有源带通滤波器的一些要点。

设计者应该根据具体的应用需求和电路参数进行适当的调整和优化。

二阶带通滤波器的设计

二阶带通滤波器的设计

二阶带通滤波器的设计
二阶带通滤波器是一种常用的滤波器类型,用于从信号中提取一定频率范围内
的信号。

它具有一定的带宽和中心频率,可以使频率落在该范围内的信号通过,同时将其他频率的信号削弱或滤除。

设计一个二阶带通滤波器,需要确定以下参数:中心频率、带宽和滤波器的阶数。

中心频率是滤波器起作用的频率,带宽是指通过的频率范围,而滤波器的阶数则决定了滤波器的陡峭度和衰减。

首先,选定所需的中心频率和带宽。

这取决于具体应用的信号特征和需求。


般来说,中心频率是要传递的信号的主要频率,带宽则取决于所需的频带范围。

其次,选择适合的滤波器结构。

常见的二阶带通滤波器结构有多种,如Sallen-Key结构、多反馈结构等。

根据实际需求和性能要求,选用合适的结构。

然后,根据所选滤波器结构的传输函数,进行滤波器参数的计算和电路元件的
选择。

这包括计算电阻、电容和放大器增益等参数。

可以使用标准的电路设计工具或计算公式来进行设计计算。

设计完成后,可以进行电路模拟和验证。

通过使用电路仿真软件,验证滤波器
的性能和频率响应。

如果符合预期要求,可以进行实际电路的制作和调试。

在制作和调试过程中,需要注意信号的输入输出匹配、电源供应干净稳定以及
电路的地线布局等。

这些因素都可能影响滤波器的性能和稳定性。

总而言之,设计一个二阶带通滤波器需要确定中心频率、带宽和滤波器的阶数,选择适合的滤波器结构,进行参数计算和电路元件选择,进行电路模拟和验证,最后制作和调试电路。

这样才能得到一个符合要求的二阶带通滤波器。

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设计任务书一、设计目的掌握二阶压控电压源有源滤波器的设计与测试方法二、设计要求和技术指标带通滤波器:通带增益 up A 2;中心频率:0f =1kHz ;品质因数Q=0.707.要求设计电路具有元件少、增益稳定、幅频响应好等特点。

2、设计内容及步骤(1)写出电路的传递函数,正确计算电路元件参数,选择器件,根据所选器件画出电路原理图,并用multisim 进行仿真。

(2)安装、调试有源滤波电路。

(3)设计实验方案,完成滤波器的滤波性能测试。

(4)画出完整电路图,写出设计总结报告。

三、实验报告要求1、写出设计报告,包括设计原理、设计电路、选择电路元器件参数、multisim 仿真结论。

2、组装和调试设计的电路检验该电路是否满足设计指标。

若不满足,改变电路参数值,使其满足设计题目要求。

3、测量电路的幅频特性曲线。

4、写出实验总结报告。

前言随着计算机技术的发展,模拟电子技术已经成为一门应用范围极广,具有较强实践性的技术基础课程。

电子电路分析与设计的方法也发生了重大的变革,为了培养学生的动手能力,更好的将理论与实践结合起来,以适应电子技术飞速的发展形势,我们必须通过对本次课程设计的理解,从而进一步提高我们的实际动手能力。

滤波器在日常生活中非常重要,运用非常广泛,在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的滤波器。

随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种滤波器。

用集成电路实现的滤波器与其他滤波器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。

滤波器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

现在我们通过对滤波器器的原理以及结构设计一个带通滤波器。

我们通过对电路的分析,参数的确定选择出一种最合适本课题的方案。

在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。

RC有源滤波器设计1.1总方案设计1.1.1方案框图图1.1.1 RC有源滤波总框图1.1.2子框图的作用1 RC网络的作用在电路中RC网络起着滤波的作用,滤掉不需要的信号,这样在对波形的选取上起着至关重要的作用,通常主要由电阻和电容组成。

2放大器的作用电路中运用了同相输入运放,其闭环增益 RVF=1+R5/R4同相放大器具有输入阻抗非常高,输出阻抗很低的特点,广泛用于前置放大级。

3反馈网络的作用将输出信号的一部分或全部通过牧电路印象输入端,称为反馈,其中的电路称为反馈网络,反馈网络分为正、负反馈。

1.1.3方案选择1.关于滤波器类型的选择一阶滤波器电路最简单,但带外传输系数衰减慢,一般在对带外衰减性要求不高的场合下选用。

无限增益多环反馈型滤波器的特性对参数变化比较敏感,在这点上它不如压控电压源型二阶滤波器。

当要求带通滤波器的通带较宽时,可用低通滤波器和高通滤波器合成,这比单纯用带通滤波器要好2、运放的要求在无特殊要求的情况下,可选用通用型运算放大器。

为了满足足够深的反馈以保证所需滤波特性,运放的开环增应在80dB 以上。

对运放频率特性的要求,由其工作频率的上限确定,设工作频率的上限为Fh,则运放的单位增益宽带应满足下式:BWG大于等于(3-5)AefH,式中为滤波通带的传输系数。

如果滤波器的输入信号较小,例如在10mV以下,则选低漂移运放。

如果滤波器工作于超低频,以至使RC网络中电阻元件的值超过100kΩ,则应选低漂移高输入阻抗的运放。

2.元器件的选择一般设计滤波器时都要给定截止频率fc (ωc)带内增益Av,以及品质因数Q。

在设计时经常出现待确定其值的元件数目多于限制元件取值的参数之数目,因此有许多个元件均可满足给定的要求,这就需要设计者自行选定某些元件值。

一般从选定电容器入手,因为电容标称值的分档较少,电容难配,而电阻易配,可根据工作频率范围按照表1.1.3初选电容值。

表1.1.3 滤波器工作频率与滤波电容取值的对应关系f (1~10)Hz (10~102)Hz (102~103)Hz (1~10)KHz (10~103)KHz (102~103)KHz C (20~10)F (10~0.1)uF (0.1~0.01)uF (104~103)pF (103~102)pF (102~10)pF1.2单元电路设计1.2.1.原理图设计1.2.2 滤波器的传输函数与性能参数由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器,其功能是让一定频率范围内的信号通过,抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号,因受运算放大器带宽限制,这类滤波器仅适用于低频范围,具有理想特性的滤波器是很难实现的,只能用实际特性去逼近理想的,常用的逼近方法是巴特沃斯最大啊平坦响应和切比雪夫等波动响应。

在不许带内有波动时,用巴特沃斯响应较好,如果给定带内所允许的纹波差,则切比雪夫响应较好。

幅频特性曲线如下:1.2.3已知条件与设计步骤 1 已知条件已知滤波器的响应、滤波器的电路形式、滤波器的类型、滤波器的性能参数f C ,Q,BW 或A V 。

2 设计步骤(1)根据截止频率,从表1.1.3中选定一个电容C 的标称值,使其满足K=100/f C C (如带通K=100/f 0C)。

( 1.2.3)注意:K 不能太大,否则会使电阻的取值较大,从而使引入增加,通常取1≤K ≤10。

(2)从设计表中查处与A V 对应的电容值及K=1时的电阻值。

再将这些阻值乘以参数K ,的电阻的设计值。

(3)实验调整并修改电容、电阻值,测量滤波器的性能参数,绘制幅频特性。

类型 传输函数带通A(s)=A v ω02s/Q(s 2+ωc s/Q+ωc 2)表1.2.3 电路设计表2注意事项(1)电阻的标称值尽可能接近设计值,可适当选用几个电阻串、并联;尽可能采用金属膜电阻及容差小于10%的电容,影响滤波器性能的主要因素是△R/R﹑△C/C及运放的性能。

实验前应测量电阻,电容的准确值。

(2)在测量过程中,若某项指标偏差较大,则引发更据设计表调整修改相应元件的值。

1.3元件参数的计算1.3.1二阶带通滤波器1参数表达式ω02=(1/R1+1/R3)/R2C2 (1.3.3.1)Q=ω0/BW(1.3.3.2)A V =1+R5/R4(AV≤2) (1.3.3.3)2 参数计算因为 通带增益AV=2;截止频率fH=1000HZ ;Ui=100mV 。

所以通过查表得 f C =100HZ 时,取C=0.1UF,由式(1.2.3)计算对应的参数K=10。

从表(1.2.3(c))取Q=10,得A V =2时,取C=C 1=0.01UF; R1=15.92K Ω,R2=15.92K Ω,R3=31.83K , R4=20, R5=11.72K Ω。

1.4 工作原理滤波电路是一种能使杨浦用频率通过,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。

带通滤波电路是指某一段的信号能通过而该频段之外的信号不能通过的电路。

2.2果分析1 二阶带通滤波电路表2.2.1.3测量分析二阶带宽电路幅频特性2.2. 2 理论值计算及分析1计算 (1);210RCf π=()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+-=uf uf p A A f f 3432201()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-=uf p A A f f 3432202202200/)()()(ωω++==Q s s s A s U s U s H i (2.3.2.1) S=j ωω=2πf22211)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n Qf f f f A s H (2.3.2.2)(2)A(s)=A 0s 2/(s 2+ωc s/Q+ωc 2)222011)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n Qf f f f A s H(3)202000//)()()(ωωω++==Q s s Qs A s U s U s H i (2.3.2.3) 其中带通滤波器的中心角频率0ω、电路的品质因数Q 和电路的增益0A 分别为 (取C1=C2=C):⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=31210111R R C R ω (2.3.2.4))21(30210100R R R R R R R R R A f f-++=(2.3.2.5)在工程上,定义增益自A(f0)下降3 dB(即0.707倍)时的上、下限频率之差值为通频带,用BW0.7表示。

要求其值大于有用信号的频谱宽度,保证信号的不失真传输。

综上分析可知:当有源带通滤波器的同相放大倍数Au=1+R5/R4变化时,既影响通带增益A0,又影响Q 值(进而影响通频带BW0.7),而中心角频率ω0与通带增益A0无关。

2 分析(3)带通滤波器仿真结果分析电路的幅频特性的衰减速率主要由电路的品质因数Q决定。

测的数据如表2.2.13(c)伯德图据仿真结果可以看出:当Q=0.707时幅频特性比较平坦,当Q>0.707幅频特性会出现峰值现象。

在Q=0.707情况下,当f=fn时,20lg|Au/Auf|=-3dB,即特征频率fn就是滤波器的截止频率,并且,Q越大曲线越尖锐。

3、心得体会武亚军:本次试验我组要负责电路图设计和电路的仿真和调试。

感受与前几次不同,该课题原理较简单,很容易理解、下手操作,但是真正开始设计的时候,却也不那么简单,参数的计算,元器件的选择很是烦琐,调试的过程非常考验耐心。

但是总的来说完成此次课程设计过程中对我们的启发很大,我和我的组员收获都挺大。

回想起此次课程设计过程中,遇到不明白的问题时,我们小组一起讨论分析,查阅相关参考资料,困难都迎刃而解,这使我深深感受到了团队合作的力量。

本学期模拟电子技术最后一次课程设计的完成,感触和当初有很大的不同,经过这几次的实际锻炼,动手能力明显有很大的提高,对于电子课题设计的相关思想也有一定的领悟,锻炼了独立思考能力,对电子电路相关设计软件也基本能熟练掌握了,所以很感谢老师为我们提供的这次锻炼我们自身能力的机会。

石淑敏:在实验过程中我主要负责数据的计算、处理、分析,刚开接触这个课题时候,令我很欣喜,因为我对滤波电路这一块相对较为熟悉,首先我按照小组的分工开始进行数据的相关计算和处理,但我们组几次调试结果都和理论值相差甚远,大家一度陷入困惑当中,最后各自反思自己的部分,发现我的数据处理的问题,事实上这块还有很多细节很容易闹混,尤其是这块的电阻参数和两个截止频率很容犯错。

通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关模拟电子技术方面的有关知识,尽管在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

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