二阶带通滤波器的设计报告
二阶有源高通滤波器的设计报告三

目录一、设计任务与要求1.1、设计任务1.2、设计及要求二、设计方案与比较2.1、设计方案2.2、设计方案比较三、电路原理与分析3.1、设计原理3.2、设计分析四、制作与调试4.1、课题制作4.2、调试4.3、调试结果4.4、实验数据表:五、参数计算及器件选择5.1、参数计算5.2、器件选择六、器件清单及所用设备七、实验总结八、参考文献一、设计任务与要求1.1、设计任务设计一个下限截止频率f L=10KHz的二阶有源高通滤波器。
1.2、设计要求初步掌握一般电子电路设计的方法,得到一些工程设计的初步训练,并为以后的专业课学习奠定良好的基础。
利用教材中有源滤波器的理论知识,并查阅必要的资料设计一个二阶有源高通滤波器。
此外,通过对电子技术的综合运用,使学到的理论知识相互融会贯通,在认识上产生一个飞跃。
二、设计方案与比较2.1、设计方案图(a)是一个二阶高通滤波器。
图中虚线部分是一个无源二阶高通滤波器电路,为了提高它的滤波性能和带负载的能力,将该无源网络接入由运放组成的放大电路,组成二阶有源RC高通滤波器。
高通滤波电路的传递函数为:2.2、设计方案比较1、压控电压源二阶高通滤波器图(b)所示,电路中既引入了负反馈,又引入了正反馈。
当信号频率趋于零食,反馈很弱;当信号频率趋于无穷大时,由于RC的电抗很大,因而Up(s)趋于零。
所以,只要正反馈引入的当,就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大,又不会因负反馈过强而产生自激振荡。
同相输入端电位控制由集成运放和R1、R2组成的电压源,故称为压控电压滤波电路。
同时该电路具有减少、增益稳定、频率范围宽等优点。
电路中C、R构成反馈网络。
电路如图(b)所示,其传输函数为:图(b)压控电压源二阶高通滤波器图(c)无限增益多路负反馈二阶高通滤波器2、无限增益多路负反馈二阶高通滤波器电路图如图(c)所示,该电路的传输函数为:七、实验总结本次课程设计让我们了解了滤波器的工作原理以及分类,也让我们熟悉了函数发生器与示波器的操作,熟悉并学会选用电子元器件,对理论知识有了更深刻的理解。
二阶带通滤波器的设计资料

课程设计说明书课程设计题目: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姓名:班级 : 学号:同组人:指导老师:信息工程学院2012 年3月20 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II、课程设计技术要求及主要元器件:【基本要求】:1)中心频率f。
=1KHz;2)增益Av=2;3)品质因素Q=10;【主要参考元器】:UA741芯片,0.01µf电容,电阻160K,24K,12K,47KIII、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]毕满清,电子技术实验与课程设计,机械工业出版社。
[5]谢自美. 电子线路设计. 第三版. 武汉: 华中科技大学出版社,2006[6] 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摘要滤波器(filter),是一种用来消除干扰杂讯的器件,将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。
对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路,就是滤波器,其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频。
比如带通滤波器, 带通滤波器的作用是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。
它的用处非常大,它可以处理信号,虑去无用的干扰信号,使信号满足自己的需要。
如许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。
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。
二阶带通滤波器
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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 fO=1KHz; 3.增益 AV=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) 。
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。 关 键 字 Multisim;课程设计;滤波器;模拟电子技术
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
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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报告
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课程设计说明书课程设计名称:模拟电子技术基础课程设计题目:二阶带通滤波器的设计学院名称:信息工程学院专业:通信工程班级:学号:姓名:评分:教师:李忠民 20 13 年 3 月 15 日模拟电路课程设计任务书20 12 -20 13 学年第 2学期第 1 周- 3 周题目二阶带通滤波器的设计内容及要求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中心频率fO=1KHz;③增益AV=2;④品质因数Q=10。
注:可使用实验室电源。
进度安排第1周周一至第1周周五:查资料,完成原理图设计及仿真;第2周周一至第2周周四:完成系统的制作、调试;第2周周五:设计结果检查;第3周:撰写设计报告。
学生姓名:指导时间周二、周三、周四指导地点:E 楼 311室任务下达2013 年 2 月 25 日任务完成2013 年 3 月 15日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师李忠民陈光系(部)主任付崇芳注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
带通滤波器,是有选择性传输特定频率范围内信号的电路称为滤波器,其功能是:允许规定频率范围内的有用信号通过,不允许规定之外的干扰信号通过。
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前言 (1)第一章设计内容及要求…………………………………………………………………1.1设计内容……………………………………………………………………………………1.2设计要求……………………………………………………………………………………. 第二章设计方案的选择………………………………………………………………………2.1方案一……………………………………………………………………………………2.2方案二……………………………………………………………………………………. 第三章系统的组成及工作原理…………………………………………………………….3.1系统的组成………………………………………………………………………………3.2低通滤波器电路…………………………………………………………………………3.3高通滤波器电路…………………………………………………………………………3.4工作原理…………………………………………………………………………………. 第四章电路设计、仿真调试…………………………………………………………………4.1电路设计…………………………………………………………………………………4.1.1二阶压控电压源带通滤波器设计………………………………………………4.1.2二阶无限增益多路负反馈带通滤波器电路…………………………………….4.2仿真调试…………………………………………………………………………………第五章实验、调试及测试结果与分析………………………………………………………5.1实验步骤………………………………………………………………………………..5.2数据记录…………………………………………………………………………………5.3实验分析…………………………………………………………………………………第六章实验结论与体会………………………………………………………………………第七章参考文献………………………………………………………………………………第八章附录……………………………………………………………………………………8.1 附录1……………………………………………………………………………………8.2 附录2……………………………………………………………………………………8.3 附录3……………………………………………………………………………………前言近几年随着冶金、化工、纺织机构等工业使用的各种非线性用电设备而产生的大量的高次谐波,已导致电网上网正常波形发生严重畸变,影响到供电系统的电能质量和用户用电设备的安全经济运行。
二阶带通滤波器的设计报告
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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。
二阶有源带通滤波器设计
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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;分析误差目录引言·31.设计任务及要求·32.方案选择·33. 二阶有源带通滤波器理论设计·4 3.1 简介··43.2 工作原理··43.3 传递函数及性能参数··53.4 器件参数的选取··63.5 Multisim仿真及仿真数据处理··64. 电路板的制作·84.1 原理图和PCB图的绘制··84.2 电路板制作过程··95. 电路板的调试·105.1 调试的仪器··105.2 调试过程及结果··105.3 调试所遇到的问题··135.4 调试误差分析··136. 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。
二阶带通滤波电路模拟实验报告
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四. 实验步骤
1. 启动 pspice 软件,进入绘图界面,绘制图 1; 2. 设置信号频率变化参数为 1 至 1GHZ,测量输出电压 URx,得出波形图; 3. 设置 A 值扫描。即设置(A-1)R1 由 0.45k 到 9.45k 扫描,扫描增量为 1k,得出参数扫描曲线(9 条) ; 4. 调用 Measurement 函数,测量 9 条曲线的带宽; 5. 设置 R2 的变化规律(+-5%) ,分析 R2 的变化对输出波形的影响,得出 最坏情况分析曲线; 6. 对电路进行蒙托卡偌分析, 取五次随机数值, 得出蒙托卡偌分析曲线。
通过本实验,一方面在使用该软件的过程中,我们基本了解了 pspice 软件 的基本功能,并能熟练的运用部分功能来对电路进行模拟及分析。另一方 面在设计电路的过程中,我们通过计算确定各个参数值,并在软件中进行 了一系列的参数扫描分析,了解了输出信号随着某一原件的变化规律。此 外,我们也进行了带宽测量,最坏情况分析以及蒙托卡偌分析,在这过程 中我们不仅理解了以上概念,也增长了对电路学习的兴趣。
五. 实验结果
1. pspice 电路图
2. 输出波形图
3. 参数扫描曲线及带宽
4. 最坏情况分析曲线
5. 蒙托卡偌分பைடு நூலகம்曲线
六. 实验中存在的问题
书中幅频响应的纵坐标单位为 dB,即为输出与输入之比的函数值,而在 软件资料中测量输出电压即得到理想的幅频响应曲线, 经实际操作亦是如
此。
七. 实验小结
三. 实验原理与内容
实验用电路图如图 1 为二阶有源带通滤波电路。
R2=R C1=C R AC C R3=2R
—
LM324 (A-1)R1
Rx
R1
二阶带通滤波器设计报告
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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。
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。
二阶有源滤波器设计实验报告

二阶有源带通滤波器的研究所属课程:模拟电子技术基础班级:姓名:学号:日期:一、 实验目的1、熟悉由运放、电阻和电容组成的二阶有源带通滤波器及其特性,并运用理论知识计算满足一定设计要求所需的元件参数; 2、 学会测量二阶有源带通滤波器的幅频特性及找出其截止频率点;3、进一步学习和提高焊板技术,掌握软件multisim 仿真和硬件检测电路的基本方法。
二、 设计任务及要求1、由二阶有源低通滤波器和二阶有源高通滤波器组成二阶有源带通滤波器 技术指标:单运放增益586.1==VF O A A Q=0.707通带增益515.22≈=VF V A A下限频率Hz f L 300= 上限频率kHz f H 4.3=,误差允许范围20% 2、设计二阶有源带通滤波器电路,计算电路元件参数,并进行仿真3、焊好硬件电路,测量技术指标参数,测量滤波器的截止频率三、 实验原理电路原理图该带通滤波器由二阶有源低通滤波器和二阶有源高通滤波器组成,前级为低通,后级为高通。
1、前级:二阶有源低通滤波器传递函数:222)(cccO s Qs A s A ωωω++= 其中:VFc A Q RC-==311ω低通电路决定了本实验带通滤波器的上限频率H f ,要求kHz f cH 4.32==πω,取C 1=C 2=1000pF 可求得:R 3=46.8k, 取47k, R 3=R 1||R 2, 取R 1=110k, 取R 2=82k (R 1、R 2为分压器,可使通带增益为0dB 。
)取Q=0.707,则A VF =1.586 取R 5=39k R 4=68k2、后级:二阶有源高通滤波器传递函数:222)(ccO s Qs s A s A ωω++= 其中:VFc A Q RC-==3ω高通电路决定了本实验带通滤波器的下限频率L f ,要求Hz f cL 3002==πω,取C 1=C 2=0.1uF 可求得:R 6= R 7=5.31k, 取5.1k 取Q=0.707,则A VF =1.586 取R 8=47k R 9=82k四、 实验内容及步骤1、 软件仿真输入信号:正弦信号Vipp=2V f=1kHz 幅频特性曲线:下限频率:y1= - 3.0899dB ,Hz f L 54.298≈,在误差允许范围内 上限频率:y2= - 2.9588dB ,kHz f H 48.3≈,在误差允许范围内 相频特性曲线:2、 硬件测试○1按电路原理图正确连接电路,注意正负双电源的连接,千万别接反。
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。
完整版二阶有源带通滤波器设计及参数计算
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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
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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。
一
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。
二阶带通滤波器的设计
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模拟电子技术基础课程设计任务书目录内容提要 (3)正文及电路设计第一章制作一个1000Hz的正弦波产生电路 (3)1.1 RC桥式振荡电路 (3)1.2振荡电路的传递函数 (4)1.3振荡电路分析 (4)第二章压控电压源二阶带通滤波器 (6)2.1压控带通虑波器的传递函数 (6)2.2 设计步骤及元器件选择 (8)第三章模拟仿真与元器件准备 (9)3.1 Multisim仿真 (9)3.2 元器件列表 (13)第四章制版与调试 (13)4.1制板 (13)4.2 调试 (15)原理概述 (16)参考文献 (18)二阶带通滤波器的设计内容提要: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 稳定可靠正文及电路设计:第一章、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 RC 桥式振荡电路RC 桥式振荡电路如图(1.1)所示。
这个电路由两部分组成,即放大电路和选频网络。
其中,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、W R 及R4组成负反馈网络,调节W R 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。
RC 串并联网络与负反馈中的R3、W R 刚好组成一个四臂电桥,电桥的对角线顶点接到放大器A1的两个输入端,桥式振荡电路的名称即由此得来。
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 振荡电路的传递函数由图(1.1)有1.1中RC串、并联网络的阻值。
二阶有源带通滤波器的设计
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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。
二阶带通滤波电路的设计总结
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二阶带通滤波电路的设计总结(羽寒个人版)二阶带通滤波电路设计较为简单,但是无论网上还是课本给予的资料都过于繁琐,在此给出自己的设计方法。
⑴设计电路如下:(参考仿真程序:protues/*个人觉得特别垃圾,必须时刻保存,元器件不全。
如OP07*/)低通滤波器段高通滤波器段R4接信号源,其对应下方对应线段接地,U3的6号脚接信号输出。
⑵低通滤波器段的设计0 f H①由“巴特沃思低通、高通电路阶数n与增益的关系”表/*<<模电书P422页左上角>>*/,可以得出增益A vF1=1.586。
两级串联通带电压增益(A vF1)x (A vF1)=2.515。
②R4、R5电阻值的选择。
/* 补充说明:滤波电路的电阻R1~Rf为几千欧到几百千欧。
*/设计时,为了方便计算,可以取C1=C2、C3=C4、R12=R9。
由式子:RC/1=ω得,取合适的阻值ω(ω=2πf、f取上限截至频率f H),然后取合适的R6阻值(在几千欧到几百千欧内),得到合适的C1、C2容值。
⑶高通滤波器段的设计0 f L①由“巴特沃思低通、高通电路阶数n与增益的关系”表/*<<模电书P422页左上角>>*/,可以得出增益A vF1=1.586。
两级串联通带电压增益(A vF1)x (A vF1)=2.515。
②R4、R5电阻值的选择。
/* 补充说明:滤波电路的电阻R1~Rf为几千欧到几百千欧。
*/设计时,为了方便计算,可以取C1=C2、C3=C4、R12=R9。
由式子:RC/1=ω得,取合适的阻值ω(ω=2πf、f取上限截至频率f L),然后取合适的R7、R8阻值(在几千欧到几百千欧内),得到合适的C3、C4容值。
⑷细节的设计全篇的电阻、电容都需要考虑到现实之中是否常用,是否易得。
①由于A vF1=1.586,为了尽量使得运放通向输入端与反向输入端对地直流电阻基本相等,要选择合适的R7和R11。
二阶低频带通滤波器

二阶低频带通滤波器
1.设计要求:
(1)中心频率2KHz(误差小于10);
(2)带宽100Hz(误差小于3).
(3)通带增益10(误差小于0.5)。
2 .设计方案:
滤波器的设计方案有压控电压源型,该方案电路简单,元件少不易调整;还有无限增益多路反馈型,这种方案同样具有电路简单元件少不易调整的特点:还有一种方案是双二次型,该方案元件多但易调整,可以选择这种方案,其电路图如下:
3.元器件的选择
分析:
f(Hz) 1-10 10-100 100-1K 1K-10K 10K-100K …
C 20-1uF 1-0.1 uF 0.1-0.01 uF 0.01-0.001uF 0.001-0.0001uF … 由于R3和R4总是同时出现,所以可以设计R3=R4,则有
由于f0=2KHz,选C=0.01Uf
R3=R4=8K Q=20 R2=20R3=160K R1=16k 先调R3(f0)再调R2(Q) 再调R1(Avp)4.仿真结果
Ⅰ.multisim 下的仿真结果
(1)输入输出波形
通带增益为10
(2)幅频特性
(3)相频特性
Ⅱ.proteus下的仿真(参数一样)
(1) 幅频特性
由图可知,中心频率为2.0KHz
(2)相频特性。
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课程设计说明书课程设计名称:模拟电子技术基础课程设计题目:二阶带通滤波器的设计学院名称:信息工程学院专业:通信工程班级:学号:姓名:评分:教师:李忠民 20 13 年 3 月 15 日模拟电路课程设计任务书20 12 -20 13 学年第 2学期第 1 周- 3 周题目二阶带通滤波器的设计内容及要求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中心频率fO=1KHz;③增益AV=2;④品质因数Q=10。
注:可使用实验室电源。
进度安排第1周周一至第1周周五:查资料,完成原理图设计及仿真;第2周周一至第2周周四:完成系统的制作、调试;第2周周五:设计结果检查;第3周:撰写设计报告。
学生姓名:指导时间周二、周三、周四指导地点:E 楼 311室任务下达2013 年 2 月 25 日任务完成2013 年 3 月 15日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师李忠民陈光系(部)主任付崇芳注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
带通滤波器,是有选择性传输特定频率范围内信号的电路称为滤波器,其功能是:允许规定频率范围内的有用信号通过,不允许规定之外的干扰信号通过。
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前言 (1)第一章设计内容及要求…………………………………………………………………1.1设计内容……………………………………………………………………………………1.2设计要求……………………………………………………………………………………. 第二章设计方案的选择………………………………………………………………………2.1方案一……………………………………………………………………………………2.2方案二……………………………………………………………………………………. 第三章系统的组成及工作原理…………………………………………………………….3.1系统的组成………………………………………………………………………………3.2低通滤波器电路…………………………………………………………………………3.3高通滤波器电路…………………………………………………………………………3.4工作原理…………………………………………………………………………………. 第四章电路设计、仿真调试…………………………………………………………………4.1电路设计…………………………………………………………………………………4.1.1二阶压控电压源带通滤波器设计………………………………………………4.1.2二阶无限增益多路负反馈带通滤波器电路…………………………………….4.2仿真调试…………………………………………………………………………………第五章实验、调试及测试结果与分析………………………………………………………5.1实验步骤………………………………………………………………………………..5.2数据记录…………………………………………………………………………………5.3实验分析…………………………………………………………………………………第六章实验结论与体会………………………………………………………………………第七章参考文献………………………………………………………………………………第八章附录……………………………………………………………………………………8.1 附录1……………………………………………………………………………………8.2 附录2……………………………………………………………………………………8.3 附录3……………………………………………………………………………………前言近几年随着冶金、化工、纺织机构等工业使用的各种非线性用电设备而产生的大量的高次谐波,已导致电网上网正常波形发生严重畸变,影响到供电系统的电能质量和用户用电设备的安全经济运行。
随着生产技术方式的变化,生产力确实得到较大提高,可同时也受到方方面面的限制。
如当人们做出了具体的制度设计需要付诸实践进行试验,试验过程中不可避免地会受到一些偶然随即因素的干扰,为评价新方案的效果,需排除这些随即因素的影响,即需要一个滤波器。
经滤波以后对新方案的效果进行检验。
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。
若将低通滤波器和高通滤波器串联,并使低通滤波器的通带截止频率fp2大于高通滤波器的通带截止频率fp1,则频率在fp1<f<fp2范围内第一章设计内容及要求1.1设计内容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fO=1KHz;3)增益AV=2;4)品质因数Q=10。
1.2设计要求5)实现低于fp2的信号能够通过设计一个RC低通滤波器,使得其截止频率为fp2,即当有信号输入时,只有低于fp2的信号可以通过,高于fp2的信号将被过滤掉。
6)实现高于fp1的信号能够通过设计一个RC高通滤波器,使得其截止频率为fp1,即当有信号输入时,只有低于fp1的信号可以通过,高于fp1的信号将被过滤掉。
3)压控电压源二阶带通滤波电路设计运算放大器设计为同相接法,滤波器的输入阻抗较高,输出阻抗较低,滤波器相当于一个电压源。
其优点是:电路性能稳定,增益容易调节。
4)无限增益多路负反馈二阶带通滤波电路设计运算放大器为反相接法,由于放大器的开环增益无限大,反相输入端可视为虚地,输出端通过电容和电阻形成两条反馈支路。
其优点是:输出电压与输入电压的相位相反,元件较少,但增益调节不方便。
第二章设计方案的选择2.1 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(即电压源)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。
2.1 方案二本方案设计原理同样是有一个低通滤波器串连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f0附近的频率特性,实现多路反馈效果。
第三章系统的组成及工作原理3.1、系统的组成二阶有源带通滤波器是由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成的,主要是通过低通滤波器将输入的信号进行滤波,使得只有低于设计要求的频带中最高频率的信号才能通过,再通过高通滤波器使得只有高于设计要求的频带较低频率的信号才能通过。
3.2、低通滤波器电路将RC无源低通滤波器的输出端接同相比例运算电路的输入端即可构成一个一阶低通滤波器。
3.3、高通滤波器电路高通滤波器和低通滤波器有对偶关系,只需要将低通滤波器电路中的RC调换就可以组成一个高通滤波器电路。
3.4、工作原理本次设计的二阶有源带通滤波器的设计要求是:中心频率f0=1KHz;增益AV=2;品质因数Q=10。
由于中心频率是1KHZ,品质因数Q=10,所以可以算得滤波器的带宽是100HZ,也就是滤波器的带宽在950HZ——1050HZ,根据前面的设计构想,二阶有源带通滤波器是由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成的,使低通滤波器的通带截止频率fp2大于高通滤波器的通带截止频率fp1,则频率在fp1<f<fp2范围内的信号能通过,其余频率的信号不能通过,因而构成了带通滤波器。
所以,我们需要设计成低通滤波器的通带截止频率fp2=1050HZ,高通滤波器的通带截止频率fp1=950HZ,当有信号输入时,先经过低通滤波器电路,只有低于低通滤波器的通带截止频率fp2=1050HZ信号才能通过,其他的信号被过滤,然后再经过高通滤波器电路,只有大于高通滤波器的通带截止频率fp1=950HZ的信号才能通过,这样经过放大器后的电路就只剩下带宽为950HZ——1050HZ的信号。
第四章电路设计、参数计算、器件选择4.1.电路设计4.1.1二阶压控电压源带通滤波器设计根据前面的设计思路结合课本的电路,很快可以设计出电路图4.1.1:图4.1.1压控电压源滤波器电路图R1和C1组成了低通滤波器,C2和R2组成了高通滤波器,R3引入正反馈,实现了输出电压对电压放大倍数的控制。
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, 品质因数Q=fo/△f=1000/△f=10;所以△f=100HZ,式中f0为电路的中心频率,Q为电路的品质因素,Aup为通带的放大倍数f0=1/2πRCQ=1/3- AufAup=Auf/(3-Auf)=QAuf带通电压放大倍数Aup为f=f0时的电压放大倍数。
对应不同Q值的对数幅频特性如图:图4.1.2对数幅频特性曲线说明Q值越大,同频带越窄,选频特性越好。
根据截止频率的定义,下限频率fp1和上限频率fp2是使得增益下降-3dB,即|Au|=|Aup|/√2时的频率,他们之差称为带宽,|Q(fp/f0-f0/fp)|=1。
可以算的B=(3-Auf)f0=(2-Rf/R)f0因此可以通过调解Rf或R的阻值来改变通带宽度,且不影响中心频率。
综合以上考虑,选择C1=C2=0.01uf的电容,从而计算得出R=Rf=47KΩ, R1=160KΩ,R2=11.8 KΩ,R3=23.7 KΩ。
仿真电路如下:图4.1.3仿真调试4.1.2 二阶无限增益多路负反馈带通滤波器电路与压控电压源高通滤波电路类似,无限增益多路反馈滤波电路也是通过增加RC环节,使得滤波器的过渡带变窄,衰减斜率值加大,电路如图所示。
但不同的是无限增益多路反馈滤波电路通过改变Rf的连接,改善f0附近的频率特性,实现多路反馈效果。
图4.1.4是设计电路图:1.2.1该电路的传输函数:图4.1.4电路设计图1.2.2通带的中心角频率:1.2.3通带中心角频率处的电压放大倍数:取C1=C2=0.01uf。
计算得R1=8KΩ,R2=320KΩ,R3=56kΩ。
仿真电路如图:图4.1.5方针电路及调试4.2仿真调试根据前面的电路图进行仿真调试,首先连接好电路,将输入信号设定为U=1V,频率为f=1000Hz,图4.2.1函数信号发生器图4.2.2仿真调试观察输入输出波形,及输出波形的波特图情况,再改变输入信号的频率,观察输入频率在远小于950Hz和远大于1050Hz的情况下,输出波形的放大倍数变化情况,计入数据。