课程设计--可调带通滤波器

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1、 1 目录 1设计任务与要求 2 11 设计任务 2 用基础元件电容电阻和集成放大器设计一个截止频率可调的带通滤波器 . 2 12 技术指标 2 可以采集 150Hz到 1.5kHz的任意带宽信号，尽量减少失真。 2 13 题目评析 2 电路简单，带通可调，方便采集范围内的信号。 . 2 2方案比较与论证 3 21 各种方案比较与选择 3 方案一：使用 RC 电路构成低通高通滤波器组合为带通，该方法截止频率和元件乘 积有关 . 3 3系统硬件设计 4 31 系统的总体设计 4 32 电路原理图 5 4系统仿真 5 41 仿真原理图 5 图 4.1 . 5 42 仿真结果 5 图 4.2 . 6

2、 图 4.3 . 6 图 4.4 . 7 图 4.5 . 7 5系统的调试组装 7 51 系统硬件调试（根据题目要求对各项指标进行测试，附照片） 7 图 5.1 . 7 52 PCB 板图 . 8 图 5.2 . 8 图 5.3 . 8 图 5.4 . 9 6总结 . 9 7、参考文献 . 9 2 可调带通滤波器 摘要和关键词 在科学研究上有很多场合需要采集声音信号，此时，除了我们需要的声音信号以外必然 会有环境的噪音会叠加在有用信号上， 而目前去除噪音的方法仅局限于录音以后软件去除噪 声或一些录音设备内置去噪电路在录音同时限制噪音通过， 这些方法对于一些简单的录音设 备和复杂的录音环境不能被

3、很好地应用。 因此设计了一种应用于话筒与存储设备之间的外设 电路，方便在录音时一次性除去噪音。该电路为可调带通滤波器，方便采集 150Hz 到 1.5kHz 的任意带宽信号。 可调 带通 滤波器 Q 值恒定 1设计任务与要求 11 设计任务 用基础元件电容电阻和集成放大器设计一个截止频率可调的带通滤波器，完成电路图的设计得 出仿真结果，制出 PCB板。 12 技术指标 可以采集 150Hz 到 1.5kHz 的任意带宽信号，尽量减少失真。 13 题目评析 电路简单，带通可调，方便采集范围内的信号。 图 1.1 3 2.方案比较与论证 21 各种方案比较与选择 方案一：使用 RC 电路构成低通高

4、通滤波器组合为带通，该方法截止频率和元件乘积有关，元 件性能受温度湿度影响较大，很难保持乘积恒定，但是在一定的小频率范围内可以忽略。采用一定 的技术可以使 Q 值变化很小。 方案二：利用典型集成开关电容滤波器 LTC1064 组成带通滤波器，该集成芯片调节截止频率可 以通过改变外部时钟频率或外部电容，调节方法十分简单，但是该芯片价格比较贵，而且在 multisim11.0 软件中没有该芯片无法得到模拟结果。使用其他芯片如 MAX7400 只能提供低通，无法 完成带通功能。 图 2.1 方案三：使用开关电容技术构成低通高通滤波器，组合为带通滤波。该方法可以提供稳定截止 频率，但是外部时钟不能方便

5、提供。 4 图 2.2 因此在我们现有软硬件基础上选择方案一进行模拟仿真，该方法电路简单，容易实现，性价比 高，在一定范围内可以达到要求。 3系统硬件设计 31 系统的总体设计 如图所示为频率可调的带通滤波电路。该滤波器的谐振频率可以通过同轴电位器进行调节，而 且在调节频率时其 Q 值基本保持不变。图中有 源带通滤波器的 Q 值约为 30，谐振频率可以从 150Hz 变到 1.5kHz，在上述频率变化范围内，Q 值变化低于 5。为了便于计算，将电位器旋至上端，这 时滤波器的谐振频率 f0 和带宽 B 为： f0=1/2piRC B=1/2piR7C 其中 C=C1=C2，R=R4=R7， 因为

6、 Q=f/B 所以 Q=R7/R 5 改变电位器的位置相当于加入一分压器，于是减小了通过 R1、R2 和 R3 的电流，因此可以认为 等效地增加了 R1、R2 和 R3 的阻值。随着电位器的改变，滤波器的频带和谐振频率将会改变，而电 路 Q 值大致维持不变，这是因为 R1、R2 和 R3 变化相同。改变电容 C1 的值可以改变滤波器的工作频 率，但是频宽的可调范围不大。 32 电路原理图 图 3.1 4 系 统 仿 真 4 1 仿 真 原 理 图 图 4.1 42 仿真结果 6 图 4.2 图 4.3 7 图 4.4 图 4.5 5系统的调试组装 51 系统硬件调试（根据题目要求对各项指标进行测试，附照片） 图 5.1 8 52 PCB板图 图 5.2 图 5.3 9 图 5.4 6总结 该电路切实好用能够按要求工作。 在连线过程中，不仅要使每根导线连接正确，还要保证整体布局的美观，所以，认真研究每根 导线，每条路径的走法，至关重要。还有一点就是要保证导线的横平竖直。 除此之外，我们还总结出，在设计电路的连接图中