基于并联谐振回路的中频带通滤波器的设计

《电子设计与制作》

课

程

设

计

报

告

一. 题目

基于并联谐振回路的中频带通滤波器的设计

1. 原理

()⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+

-=

+++

=

rC r L

j L

j

Cr

L

C j C

j L j r L j r Z ωωωωωωω111111

(式1.1)

并联谐振回路在谐振频率点的阻抗最大，相频特性曲线斜率为负。

带通滤波器的作用是只允许某一段频带内的信号通过，而将此频带外的信号阻断，这种滤波器经常用于抗干扰设备中，以便接受某一范围内的有效信号，而消除高频段极低频段的干扰和噪声.

2电路图：

图1-1.

3设计内容：设计一个高Q值的并联谐振回路,设计一个工作频率为450 KHZ 的中频积分清洗滤波器，

了解并联谐振回路及带通滤波器的工作原理

4结果分析：

图1-2.

数据分析：

表1-1.

F Ｒ１C1 Ｌ１BW Ｉ

8Ｋ 10nF 12.5uH 4.5KHZ 100mA 450KHZ

题目：包波电路分析

一． 原理：

等幅高频振荡信号的检波

由上图可以看到，加到二极管两端的电压为O S D U U U -= ， 考虑了检波器输出负载两端电压对二极管的反馈效应。

1.

电容C 的充电过程。假定电容C 两端在t=0时未存储电荷，则当输入信号电压加上后，在正半周时二极管导通，电流i 对电容C 充电，充电时间常为D R C(其中D R 为二极管的导通内阻)。因为D R 很小，则D R C 也很小，使得电容C 两端

的电压上升很快。 2.

二极管的偏零截止。L R ,C 两端电压Uo 的建立，相对二极管是附加了负偏置电

压Uo ，因此实际加在二极管两端的电压为O S D U U U -=。当Uo 达到图中的A 点值时，会在o s U U =的瞬间，二极管两端电压D U =0，使二极管零偏截止。 3.

电容C 的放电过程。在D U =0的瞬间，电容C 上的已充电电荷又转为通过电阻L R 放电，同时O U 减小。放电时间常数为L R C ，因为L R 》D r ,放电过程较慢，而在放电中使D U < 0的时间内，二极管一直处于截止状态。 4.

充放电的动态平衡。上述放电过程一直持续到o s U U =，当O S U U >时，二极管又开始导通，Us 又通过D r 向电容C 充电，如此往复循环。但由于电容C 的充电速度远大于放电速度，使得O U 在这种不断的充放电过程中逐渐增大，直到电容C 上的充电电荷量等于放电电荷量，充放电达到动态平衡。此时O U 便在平均值AV U 上下按角频率c ω作锯齿状的等幅波动。

1. 电路图

2 波形图

原电路的波形

将载波变为5KHZ ，其余参数不变

将电容变为100nF，其余参数不变

3设计内容

构建一个二极管包络检波电路，观察输出波形。要求

载波频率设置为10KHZ,调制信号频率为800HZ，输入调制度设置为0.5

4结果分析

电路由二极管D和 R L C 低通滤波器相串接构成。输入U S 时,通过D的电流i在R L C 电路产生平均电压U AV ,该电压又反作用于D上（称平均电压负反馈效应），影

响通过二极管的电流。

若U s=V cm(1+M a cosΩt)cosωC t

则U AV=ηd V cm+ηd M a V cm cosΩt=V AV+U av

其中U av∝UΩ

所以实现了线性检波。

∙电容两端存在锯齿脉冲电压U0 称未滤净的残余高频电压，U AV 输出平均电压反映了包络变化规律。

∙二极管的导通角φ很小（）,所以动态平衡时它工作在信号峰值

附近。

∙检波性能与 R L C 时间常数相关，R L C 愈大U0愈小，U AV 愈大检波性能愈好。

②检波指标

∙检波效率ηd=U AV/V m（t）=cosφ≈1

∙输入电阻从能量观点来看：

P i=V m2/2R i P L=V AV2/R L

P i≈P L , V m≈V AV

∴R i=R L/2

o非线性失真

负峰切割失真

原因：检波器与下级电路连接时，一般采用阻容耦合电路。

C c为隔值电容，对Ω呈交流短路，C c 两端电压为V AV 。R i2为下级电路输入电阻，V AV在R L、R i2分压后在R L两端得V A电压反作用到二极管两端，若V A>V smmin ，D截止，使输出调制信号电压在其负峰值附近将被削平，出现负峰切割失真。

o克服失真条件：为了克服负峰切割失真，要求V A≤V smmin可得到克服失真的

条件

(RΩ为交流负载)

可见，交直流负载电阻越接近，不产生负峰切割失真所允许的M a值越接近于

1。M a一定时，交直流负载电阻值的差别受到不产生负峰切割失真的限制。

解决方法

I) 若R i2很大，可将R L分为R L1+R L2

取，

RΩ=R L1+R L2∥R i2≈R L1+R L2=R L

II) 若R i2很小，则在R L与R i2之间接一射随器

（高输入阻抗低输出阻抗）起到阻抗匹配的作用。

5 设计心得

通过这次实训，我将书本上的知识应用于实践，学会了一些电子电路仿真设计能力，过程中虽然遇到了一些困难，但是解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。在训中让我深切感受到了实践是学生学习知识、运用知识的最好捷径，亲身实践也增强了我们认识问题、分析问题、解决问题的能力。

而且对于Multisi软件也有了一定的认识和了解

1. 能够独立的完成简单电子产品的安装。

2. 熟悉了有关软件Multisim的使用。

3.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查找资料，查阅

有关的电子器件图书等。