有源滤波器的设计和实现-课程设计

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1、 课程设计说明书课程设计说明书 题 目 有源滤波器设计 课 程 名 称 模拟电子技术 B 二 级 学 院 机电工程学院 1 设计起止时间：2016 年 12 月 19 日至 2016 年 12 月 23 日 目 录 一、设计任务与要求2 二、设计方案3 2.1 总方案设计 3 2.1.1 方案框图 3 2.1.2 子框图的作用 3 2.1.3 方案选择 3 三、设计原理与电路5 3.1 单元电路的设计 5 3.1.1 原理图设计 5 3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数 6 3.2 元件参数的计算 8 3.2.1 二阶低通滤波器 8 3.2.2 二阶高通滤波器 9 3.2.3 二阶带通滤波器

2、 9 3.3 元器件选择 9 3.4 工作原理10 四、电路的组装与调试 11 4.1 MultiSim 电路图 11 4.2 MultiSim 仿真分析13 五、设计心得 16 附 录16 附录 元件清单 17 附录 Protel 原理图 17 参 考 文 献18 2 有源滤波器设计 摘要： 在模拟电子技术基础的学习基础上，针对课设要求，设计了多重反馈有源带通滤 波器。本次设计，是有电阻、电容、放大器组成的电路。该滤波器的中心频率是 10KHz。该 滤波器阻值低于 50Hz 和高于 20Hz 频率的信号通过， 只允许 50Hz 到 20KHz 之间的信号通过。 该滤波器属于有源滤波器，由无源

3、元件和有源元件组成。这类滤波器的优点是：带内的信号 不仅没有消耗能量，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相连是相互影响很小。设计用 到了 LM324 放大器，它既可接单电源使用（330V） ，也可以接双电源使用（1.515V） ， 不需要调零。 关键词：RC 网络；反馈网络；运算放大器；滤波器 1 1 任务与要求任务与要求 1.1 设计任务 有源滤波器是由有源元件和无源元件(一般是 R 和 C)共同组成的电滤波器， 和无源滤波器相比，它的设计和调整过程较简便，此外还能提供增益。本课程设 计选择二阶有源滤波器作为主要研究对象。 自已设计电路系统，构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器，利用 M

4、ultisim 仿真软件进行仿真。 1.2 设计要求 （1）设计电路图，确定前置放大电路，有源滤波电路，功率放大电路的方案， 并使用相应绘图软件画出设计电路，包括低通、高通和带通； （2）所设计的滤波器不仅有滤波功能，而且能起放大作用，负载能力要强； （3）根据给定要求和电路原理图计算和选取单元电路的元件参数； （4）用 Multisim 仿真软件对滤波器进行仿真，记录仿真结果。 2 2 设计方案设计方案 2.1 总方案设计 2.1.1 方案框图 图 2.1.1 RC 有源滤波总框图 2.1.2 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。 RC 网络 反馈网络 放大器 1 （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+R4/R3 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。 2.1.3 方案选择 滤波器在通信测量和控制系统中得到了广泛的应用。一个理想的滤波器应 在要求的频 （通内具有均匀而