文档介绍：姓名:nn
RC有源滤波器的设计
指导老师: k
开题报告
之
学号:0808211072
院系:电子信息工程学院
目录
一课题来源及意义
二发展现状
三研究目标
四设计方案
五可行性分析
六时间安排
七参考文献
一、课题来源
在近代电信设备和各类控制系统中,滤波器应用极为广泛
由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器,其功能是让一定频率范围内的信号通过,抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。利用有源滤波器可以突出有用频率的信号,抑制干扰和噪声,以达到提高信噪比或选频的目的,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。因此对RC有源滤波器优化技术的研究,仍有积极的实际意义。
课题
意义
二、发展现状
有源滤波器去掉了电感器,体积小,Q值可达1000,克服了无源滤波器体积大,Q值小的缺点。但它仍有许多课题有待进一步研究:
1、理想运放与实际特性的偏差的研究
2、元件的绝对值容差的存在,影响滤波器精度和性能等问题仍未解决
3、由于R存在,集成占芯片面积大,电阻误差大,线性度差,使大规模集成仍然有困难
三研究目标
1、分别设计二阶RC低通、高通、带通、带阻滤波器电路,计算电路元件参数,拟定测试方案和步骤;
2、在multisim里仿真电路,测量并调整静态工作点;
3、测量技术指标参数;
4、测量有源滤波器的幅频特性。
四、设计方案
1、查阅Multisim软件方面的相关资料,掌握相关的使用方法
2、查阅RC有源滤波器方面的相关资料,掌握相关的电路设计
3、选择具体的电路形式和设计指标,确定电路中各元件的参数值
由给定截止频率fc (ωc)、带内增益Av,以及品质因数Q(),计算电路中待确定元件参数
低通滤波电路性能参数表达式
电路元件参数计算
ωc2=1/(CC1RR1) Q= Av=1+R4/R3
ωc/Q=1/R1C+1/R2C+(1+Av)/R2C1
高通滤波电路性能参数表达式
带阻滤波电路性能参数表达式
带通滤波电路性能参数表达式
ωc2=1/(CC1RR1) Q= Av=1+R4/R3
ωc/Q=1/R1C+1/R2C+(1+Av)/R2C1
ωc2=(1/R1+1/R3)/R2C2 Q=ω0/Bw
Av=1+R4/R5(Av≤2)
1/R3=1/R1+1/R2 ω02=1/R1R2C2
Av=1
交流分析主要是分析电路的
小信号频率响应,实际上是分
析输出与输入在不同频率时的
不同响应。
它包括包括频率特性
(ACSweep)和噪声特性
(Noise)分析。
4 利用Multisim软件进行滤波器电路设计
5 进行电路仿真实验,动态显示输
入输出波形
6 对电路进行频率响应分析
和交流分析
7 整理资料及文献说明
8 进行实物电路的制作
补充说明
为使集成运放工作在线性区,稳定输出电压,因此引入反馈网络
一阶滤波器电路最简单,但带外传输系数衰减慢,一般在对带外衰减性要求高的场合下不适用。故选择二阶滤波器
RC网络
反馈网络
放大器
RC有源滤波总框图
五、可行性分析
由于采用集成电路,可避免各滤波节之间的负载效应而使滤波器的设计和计算大大简化,且易于进行电路调试
有源滤波器在实现滤波的同时,可以得到一定的增益
由于采用集成电路,所以受环境条件影响小
但是,由于受集成运放的限制,在高频段时,滤波特性不好,所以一般频率在100kHZ以下时使用
基于Multisim软件设计的RC有源滤波器能达到需要的设计目标