文档介绍：课程设计说明书
课程设计名称: 模拟电路课程设计
课程设计题目: 二阶高通滤波器
学院名称: 南昌航空大学信息工程学院
专业: 通信工程班级:
学号: 姓名:
评分: 教师:
2013年 3 月 12 日
模拟电路课程设计任务书
2012-2013 学年第 2学期第 1 周- 3 周
题目
二阶高通滤波器的设计
内容及要求
①分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路;
②截止频率fc=100Hz;
③增益AV=5;
进度安排
第1周:查阅资料,到机房学习仿真软件,确定方案,完成原理图设计及仿真;
第2周:领元器件、仪器设备,制作、焊接、调试电路,完成系统的设计;
第3周:检查设计结果、撰写课设报告。
学生姓名:
指导时间:周一、周三、周四下午
指导地点:E 楼 311室
任务下达
2013 年2月25日
任务完成
2013 年 3 月15日
考核方式
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摘要
二阶高通滤波器的设计可以用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计。通过有源高通滤波电路,先控制电阻或者电容一个变量可以求出满足设计要求的各个元件参数。再根据设计电路图及其参数进行
Multism仿真调试。寻找合适的元件进行焊接,焊接时要特别注意,仔细检查安装好的电路,确定无误后,接通信号源进行调试,最后得到满足实验要求的电路。
关键字:高通,滤波,放大,二阶
前言 5
第一章设计内容 6
设计方案 7
压控电压源二阶高通滤波器 7
7
8
8
第二章仿真、焊接和调试 9
9
9
11
13
13
14
第三章实验总结 14
14
14
参考文献 15
附录一 15
元器件清单 15
附录二 17
集成运放管脚 17
前言
二阶高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱(或减少)频率低于截止频率信号通过的滤波器。高通滤波器有综合滤波功能,它可以滤掉若干次高次谐波,并可减少滤波回路数。对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。其在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。本设计为分别使用压控电压源和无限增益多路反馈两种方法设计二阶高通滤波器。二者电路都是基于芯片LM324设计而成。将信号源接入电路板后,调整函数信号发生器的频率,通过观察示波器可以看到信号放大了5倍。现在工厂对于谐波的治理,应用最多的仍然是高压无源滤波器,高压无源滤波器有多种接线方式,其中单调谐滤波器及二阶高通滤波器使用最为广泛,无源滤波器具有结构简单、设备投资较少、运行可靠性较高、运行费用较低等优点。
第一章设计内容
具有理想的幅频特性的滤波器是很难实现的,只能用实际的滤波器的滤波器去逼近理想的,常用的逼近方法是巴特沃斯最大平坦响应和切比雪夫等波动响应。一般来说,滤波器的幅频特性越好,其相频特性就越差,反之亦然。滤波器的阶数n越高,幅频特性衰减的速率就越快。但RC网络节数越多,元件计算越繁琐,电路调试越困难。因为任何高阶滤波器都可以用较低阶的滤波器级联实现,故本课题主要设计具有巴特沃斯响应的二阶高通滤波器。二阶高通滤波器的传输函数是:
()
实现该传输函数的电路有电压控制电压源(VCVS)电路和无限增益多路反馈(MFB)电路。
设计方案
压控电压源二阶高通滤波器
,其中运算放大器为同相输入接法,因此滤波器的输入阻抗很高,输出阻抗很低,滤波器相当于一个电压源,故称这种电路为电压控制电压源电路。其优点是电路性能稳定,增益容易调节。
电路中既引入了负反馈,又引入了正反馈。当信号频率趋于零时,负反馈很弱;当信号频率趋于无穷大时,由于RC的电抗很大,因而Up(s)趋于零。所以,只要正反馈引入得当,就既可能在f=f0时使电压放大倍数数值增大,又不会因负反馈过强而产生自激振荡。同相输入端电位控制由集成运放和R1、R2组成的电压源,故称压控电压源滤波电路。同时该电路具有源减少、增益稳定、频率范围宽等优点。电路中C、R构成反馈网络。
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