二阶滤波器的课程设计

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1、 模拟电路课程设计报告 题 目：模拟滤波器的设计 专业年级：2013 级通信工程 1 班 组 员： 指导老师： 2015 年 12 月 目录目录 前言前言 1 1 第一章第一章 课程设计任务及要求课程设计任务及要求 1 1 1.1 设计任务. 1 1.2 设计要求. 1 第二章第二章 系统组成及工作原理系统组成及工作原理 2 2 2.1 二阶压控电压源低通滤波器. 2 2.2 二阶无线增益多路反馈高通滤波器. 3 第三章第三章 电路设计、参数计算电路设计、参数计算 3 3 3.1 二阶压控电压源低通滤波器设计及参数计算. 3 3.2 二阶无线增益多路反馈高通滤波器设计及参数计算. 4 3.3

2、二阶压控电压源带通滤波器设计及参数计算. 6 第四章第四章 电路仿真及结果电路仿真及结果 7 7 4.1 二阶压控电压源低通滤波电路仿真及结果. 7 4.2 二阶无线增益多路反馈高通滤波电路仿真及结果 10 4.3 二阶压控电压源带通滤波电路仿真及结果 12 第五章第五章 电路原理图及电路原理图及 PCBPCB 图图 1 14 4 5.1 二阶低通滤波器原理图及 PCB 图 14 5.2 二阶高通滤波器原理图及 PCB 图 15 5.3 二阶带通滤波器原理图及 PCB 图 16 第第六六章章 实验结论实验结论 1717 第第七七章章 实验实验心得体会与总结心得体会与总结 1 18 8 附录一

3、元件清单 18 附录二 实物图 19 第 1 页 前言前言 当今时代，随着科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和科 学技术领域中占有不可或缺的核心地位。同时在国家的事业中发挥了重大作用， 只有科技才能使一个国家变得真正强大。 作为一名大学生不仅仅要努力学习理论 知识，还要把理论运用到实践中去，做到学以致用。 滤波器是一种使用信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置， 在信息处 理、数据传送和抑制干扰等自动控制、通信及其它电子系统中应用广泛。滤波一 般可分为有源滤波和无源滤波，有源滤波可以使幅频特性比较陡峭，而无源滤波 设计简单易行，但幅频特性不如有源滤波器，而且体积较大。本文根据实

4、际要求 设计三种滤波器， 分别是二阶低通、 高通、 带通有源滤波器， 采用 Atlium Designer 和仿真软件 Multisim13 对二阶有源滤波电路进行仿真分析、调试，从而实现电 路的优化设计。 第一章第一章 课程设计任务及要求课程设计任务及要求 1.11.1 设计任务设计任务 1、学习 RC 有源滤波器的设计方法； 2、由滤波器设计指标计算电路元件参数； 3、设计二阶 RC 有源滤波器； 4、掌握有源滤波器的测试方法； 5、测量有源滤波器的幅频特性。 1.21.2 设计要求设计要求 1、设计一个二阶压控电压源低通滤波器，要求截止频率 fc=2kHz，增益 Av=2。 2、设计一个

5、二阶无限增益多路反馈高通滤波器，要求截止频率 fc=100Hz,增益 Av=5。 3、设计一个二阶压控电压源带通滤波器，要求中心频率 fo=1kHz,增益 Av=2,品 质因数 Q=10。 第 2 页 第第二二章章 系统组成及工作原理系统组成及工作原理 2 2.1.1 二阶二阶压控电压源低通压控电压源低通滤波器滤波器 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 ffc 时（fc 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-1

6、80，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 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 注：时，即当 3 03 FF VV AA滤波电路才能稳定工作。 第 3 页 2.2.2 2 二阶二阶无线增益多路反馈高通无线增益多路反馈高通滤波器滤波器 二阶有源高通滤波基础电路： 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，电路图如图所示。在