文档介绍：摘要
本次课程设计为六阶多重负反馈有源带通滤波器,通过设计三个二阶滤波器的级联,实现了中心频率为1kHz通频带为100Hz的窄带带通滤波,幅频特性上采用巴特沃斯逼近,在设计过程中运用了Mulitisim仿真软件进行系统仿真和硬件电路的实验分析,并介绍了基本节—多重负反馈电路、滤波器设计原理、滤波器设计方法、实际电路的焊接、结果分析和系统的完善。

关键词:带通滤波器;多重负反馈;中心频率1kHz;带宽100Hz
目录
绪论 1
1 滤波器的原理及其设计 2
2
窄带带通滤波器分析 2
2
3
3
窄带带通滤波器设计 5
5
5
6
2 六阶巴特沃斯有源滤波器Multisim仿真 9
基于仿真软件Multisim的仿真 9
六阶巴特沃斯窄带滤波器波特图分析 10
信号通过窄带带通滤波器 12
Multisim仿真电路图: 12
12
方波信号通过滤波器 15
3 六阶巴特沃斯滤波器的硬件电路分析 16
UA741运算放大器简介 16
硬件电路 17
信号通过滤波器硬件电路 17
4 缓冲电路的提出分析及其实现 20
补偿增益 20
滤波器系统对外部系统的抗干扰性 21
滤波器系统的输入内阻分析 21
滤波器系统的输出内阻分析 23
5 心得体会 25
致谢 26
附录 27
参考文献 28
绪论
在信息化的今天,信息设备种类越来越多,滤波器作为最基本的电路系统在各类系统中及其常见,滤波器的设计有时直接影响了整个系统的好坏。滤波器顾名思义是对波进行过滤的器件,这里所指的波为通常意义上所指的信号,滤波即为从噪声和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。随着数字信号技术的发展,滤波器可以在模拟滤波器的基础上,进行对数字滤波器的设计。因此,不论是模拟电路和数字电路里,滤波器作为一种基础电路仍有其相应的研究和应用价值。
1 滤波器的原理及其设计

滤波器是在依赖于频率基础上处理信号的一种电路。随频率变化的特性称为频率响应,并以传递函数表示,这里是角频率以弧度/秒(rad/s)计,而j为虚数,这个响应进一步课具体为幅度响应和相位响应,它们分别给出了当信号通过滤波器所受的增益和相移。
根据幅度响应,滤波器可分为低通,高通,带通,带阻和仅处理相位的全通滤波器。
滤波器器件如果纯粹以电阻、电感、电容构成RLC滤波器则称之无源滤波器,然而在反馈的概念出现后,滤波器电路中引进一个运放就可能不用电感这种体积笨重昂贵且不适合IC形式的大规模生产的器件而实现任何响应。对于有源滤波器,由于有电源支撑,可以产生比被电阻实际吸收的能量更多的能量,有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。
窄带带通滤波器分析

图理想带通滤波器
理想情况下,当信号频率满足时,信号无衰减全部通过,当信号频率满足或时,信号全部被衰减掉。
,此时就需要搭建高阶滤波器,,如果要求逼近程度越好,那么滤波器的阶数就会越高。随着传递函数阶数n的增加,引入了其他的一些高阶多项式形式出现的参数,这些系数为设计者在给出幅频和相频特性时提供了更多的自由度,在各种各样的近似中,有一些近似令人满意,把它们归类为巴特沃斯,切比雪夫,考尔和贝塞尔近似。
对于巴特沃斯近似,其特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦,没有起伏,而在阻频带内则逐渐下降为零。

带通滤波器分为窄带与宽带滤波器两种类型。如果上限截止频率是下限截止频率的一个及一个以上倍频程,则认为此滤波器宽带滤波器。本次设计技术指标标明带宽Bw只有100Hz,故可知本次设计为窄带带通滤波器。
窄带带通滤波器由于带宽小上下限截止频率相对靠近,因此不能使用设计宽带带通滤波器的方法来实现,即分为单独的低通与高通滤波器来实现。当上限截止频率和下限截止频率的比减小时,中心处衰减将增加,当上限截止频率和下限截止频率的比接近1时,滤波器有更大的抑制作用。

图