模电实验报告设计(高通滤波器)

大连理工大学城市学院模拟电子电路课程设计设计题目：高通滤波器

学院：电子与自动化

专业：电气工程及其自动化

学生：包艳艳

同组人：崔诗瑶,李悠悠

指导教师：于海霞

完成日期： 2012年10月25

Ⅰ

目录第一章设计任务

1.1项目名称

1.2项目设计说明

1.2.1设计任务和要求

1.2.2进度安排

1.3项目总体功能图

第二章需求分析

2.1问题基本描述

2.2系统问题分解及功能基本要求

2.3设计原理

2.4分解设计

第三章调试并分析结果

3.1输入说明

3.2仿真预计输出

3.3测试结果记录

3.4测试结果分析

第四章结论

心得体会

参考文献

Ⅱ

第一章设计任务

1.1项目名称：高通滤波器

本项目的主要内容是设计并实现下限频率是500赫兹，并满足带外每十倍频程大于50分贝衰减的高通滤波器。该电路将所学的的信号处理电路和信号产生电路应用在其中。

1.2 项目设计说明

要用来实现设计高通滤波器。

1.2.1设计任务和要求

设计任务

1.设计一个压控高通滤波器；

2.下限频率为500赫兹；

3.满足带外每十倍频程大于50分贝衰减；

实验要求

1.设计电路、选择元器件并计算理论值；

2.连接电路，分别测量并绘制幅频特性曲线；

1.2.2进度安排

1.查阅资料，了解实验的基本原理；

2.确定设计方案，手绘电路图；

3.然后用Multisim仿真；

4.然后设计制作电路，在实验室操作；

5.电路调试；

Ⅲ

6.写实验报告。

1.3项目总体功能图

第二章需求分析

2.1问题基本描述

题目要求设计一个压控高通滤波器，下限频率为500赫兹，并满足带外每十倍频程大于50分贝衰减的要求。

滤波器的阶数越高，滤波器幅频特性的过渡带越陡，其性能越近似于理想滤

波器特性，所以我们选定为二阶高通滤波器。确定实验电路图，然后让R

1和R

2

的比值小于5。输入+5V、-5V直流稳压电源。

2.2系统问题分解及功能基本要求

题目中有三个要求

Ⅳ

要求1：设计一个压控高通滤波器，压控就是输出电压不受负载影响，只受控于受控端的控制电压，就是压控电压源，其受控端输入阻抗为无穷大，输出阻抗（也就是电压源的内阻）为零。运算放大器的理想模型就是一种压控电压源，而理想晶体管单管放大电路是压控电流源。

要求2：下限频率为500赫兹，根据ƒ=1/2πRC，得

500=1/2πRC，即RC=1/1000

要求3：并满足带外每十倍频程大于50分贝衰减，ƒO/ƒ=10，20㏒10|V O/V i|=50，即|V O/V i|=316

2.3设计原理

在实际的电子系统中，输入信号往往包含一些不需要的信号成分，必须设法将它衰减

到足够小的程度，或者采用滤波器把有用的信号挑选出来。滤波器是一种选频电路，它是一种能使有用信号通过，而同时抑制无用频率信号的电子装置。

高通滤波器是用来传输高频信号，抑制或衰减低频信号的电路

Ⅴ

压控高通滤波器通带增益为A V =1 +R4/R3

截止频率ƒ=1/2πRC

品质因数Q =1/(3-A vf)

频响表达式A V =A vf/[1-(ƒO/ ƒ)2+j/Q(ƒO/ƒ)]

电路选择：选择的原则是，力求结构简单，调整方便，容易满足指标要求。2.4 分解设计

实验主要分为两个部分：下限频率是500赫兹、每十倍频程大于50分贝衰减先达到下限频率是500赫兹，我们已知的是要设计一个下限频率是500赫兹的高通滤波器，所以我们可以通过调试电阻电容的方法对这些数据进行调试，实验主要需要的是对截止频率的测定，因此扫频是这个环节里一个重要的知识点，测截止频率要找到V O的最大值V OPP及对应的信号频率ƒM，按照V OfL= V OPP×0.707计算其数值。以V OPP对应的频率ƒM为中间点，分别调低信号源的频率，找到V O=V OfL的频率ƒL得到该功放的下限频率为500赫兹即可。

每十倍频程大于50分贝衰减，就是要让ƒ/ƒ0=10，且|V O/V i|≥316，这样就能满足实验所要求的结果。

第三章调试并分析结果

3.1输入说明

电容C=0.22µf，C1=C2，R3=R4=3 KΩ；

ƒ=1/2πRC

R1=100 KΩ，R2=68 KΩ;

Ⅵ

↓↓↓↓↓

输入输出411地

3.2仿真预计输出

在频率为50赫兹的时候，输出的波形几乎为0，说明达到了高通滤波器的

Ⅶ

作用，阻止了低通波的通过。

在频率为300赫兹的时候，输出波形也已经很小了，且衰减比较明显。

在频率为500赫兹的时候，输出的波形相对来说比较稳定，也达到了我们所希望的截止频率。

Ⅷ

在频率为700赫兹的时候，输出的波形也是比较稳定的，和波形为500赫兹时候的峰峰值几乎相同。

在频率为1000赫兹的时候，输出的波形也是比较稳定的，和700赫兹时候的峰峰值几乎相同。

Ⅸ

在频率为1500赫兹的时候，输出的波形也比较稳定，和1000赫兹时候的峰峰值几乎相同。

在频率为2000赫兹的时候，输出的波形和1500赫兹时峰峰值完全相同。

Ⅹ