二阶低通滤波器课程设计报告

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1、 二 阶 低 通 滤 波 器二 阶 低 通 滤 波 器 课 程课 程 设 计 报 告设 计 报 告 题题 目：目：二阶低通滤波器二阶低通滤波器 院院 系系 专专 业业 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 低频电路课程设计报告低频电路课程设计报告 2 一、一、题目的要求和意义题目的要求和意义 1.1 1.1 题目：题目： 二阶低通滤波器 1.2 1.2 题目要求题目要求 设计二阶低通滤波器，电源电压 5V，要求完成下面的技术指标： a. 滤波器的截止频率 fH 100HZ； b. 通带电压增益 Au 1 ； 1.3 1.3 意义：意义： 对信号进行分析与处理时, 常常会遇到有用信号叠

2、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, 实现滤波功能的系统称为滤波器 二、二、方案的论证和设计方案的论证和设计 2.1 方案的论证方案的论证 2.2.12.2.1 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

3、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

4、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 低频电路课程设计报告低频电路课程设计报告 3 要性能指标有通带电压放大倍数 AVP、通带截止频率 f 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。 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

5、的极性不相同，当信号频率 f=f0 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， 输出阻抗低。 传输函数为： )( )( )( i o sV sV sA 2 up up )()-(31sCRsCRA A 令 upAA 称为通带增益 upF 3 1 A Q 称为等效品质因数 RC 1 c

6、称为特征角频率 低频电路课程设计报告低频电路课程设计报告 4 则 2 c n2 2 c )( 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 2.2.22.2.2 芯片介绍芯片介绍： NE5532NE5532 功能特点简介功能特点简介: : NE5532/SE5532/SA5532/NE5532A/SE5532A/SA5532A 是一种双运放高性能低噪声运算放 大器。 相比较大多数标准运算放大器，如 1458，它显示出更好的噪声性能，提高输出驱 动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设 备，仪器和控制电路和电话通道放大器。如果噪音非常最重要的，因此建议使用 5532A 版， 因为它能保证噪声电压指标。 NE5532NE5532 特点：特点： 小信号带宽：10MHZ 输出驱动能力：600，10V 有效值 输入噪声电压：5nV/Hz(典型值)