1、 0 目 录 一 题目要求与方案论证. 1 1.1（设计题题目）二阶有源低通滤波器 . 1 1.1.1 题目要求 1 1.1.2 方案论证 . 1 1.2（实训题题目）波形发生器与计数器 . 4 1.2.1 题目要求 4 1.2.2 方案论证 4 二 电子线路设计与实现. 6 2.1 二阶有源低通滤波器 6 2.2 十位二进制加法计数器电路设计 7 三 结果与分析 . 9 3.1 二阶有源低通滤波器 9 3.2 二位十进制加法计数器的实现 10 四 总结与体会 12 参考文献13 1 一一 题目要求与方案论证题目要求与方案论证 1.11.1（设计题题目）二阶有源低通滤波器（设计题题目）二阶有源
2、低通滤波器 1.1.11.1.1 题目要求题目要求 设计二阶有源低通滤波器。要求截止频率 f0=1000HZ；通带内电压放大倍数 A0=15，品 质因数 Q=0.707。分析电路工作原理，设计电路图，列出电路的传递函数，正确选择电路 中的参数。 1.1.1.21.2 方案论证方案论证 （1） ：对信号进行分析与处理时, 常常会遇到有用信号叠加上无用噪声的问题, 这些噪声 有的是与信号同时产生的, 有的是传输过程中混入的。因此, 从接收的信号中消除或减弱 干扰噪声, 就成为信号传输与处理中十分重要的问题。根据有用信号与噪声的不同特性, 消除或减弱噪声,提取有用信号的过程称为滤波, 实现滤波功能的
3、系统称为滤波器。 滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种： 无源滤波器: 由电感 L、电容 C 及电阻 R 等无源元件组成 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。 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
4、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。 工作原理： 二阶有源滤波器是一种信号检测及传递系统中常用的基本电路, 也是高阶虑波器的 基本组成单元。常用二阶有源低通滤波器的电路型式有压控电压源型、无限增益多路反 馈型和双二次型。本次课程设计采用压控电压源型设计课题
5、。 2 有源二阶滤波器基础电路如图 1 所示： 图1 二阶有源低通滤波基础电路 它由两节 RC 滤波电路和同相比例放大电路组成，在集成运放输出到集成运放同相输 入之间引入一个负反馈，在不同的频段，反馈的极性不相同，当信号频率 ff0 时（f0 为截止频率） ，电路的每级 RC 电路的相移趋于-90，两级 RC 电路的移相到-180，电路 的输出电压与输入电压的相位相反， 故此时通过电容 c 引到集成运放同相端的反馈是负反 馈，反馈信号将起着削弱输入信号的作用，使电压放大倍数减小，所以该反馈将使二阶有 源低通滤波器的幅频特性高频端迅速衰减， 只允许低频端信号通过。 其特点是输入阻抗高， 输出阻抗
6、低。 传输函数为： )( )( )( i o sV sV sA 2 F F )()-(31sCRsCRA A V V 令 F0V AA 称为通带增益 F 3 1 V A Q 称为等效品质因数 RC 1 c 称为特征角频率 则 2 c n 2 2 c0 )( s Q s A sA 上式为二节低通滤波电路传递函数的典型表达式 注： 时，即当 3 03 FF VV AA滤波电路才能稳定工作。 3 （2）芯片介绍： 产品型号：LM324N 1.概述与特点 LM324 是由四个独立的运算放大器组成的电路。 它设计在较宽的电压范围内单电源工作， 但亦可在双电源条件下工作。本电路在家用电器上和工业自动化及光、机、电一体化领域 中有广泛的应用。其特点如下： 具有宽的单电源或双电源工作电压范围；单电源 3V30V，双电源1.5V15V 内含相位校正回路, 外围元件少 消耗电流小:Icc=0.6mA (典型值, RL=) 输入失调电压低:2mV (典型值) 电压输出范围宽：0V
