有源滤波器的设计和实现_课程设计报告书_设计/艺术_人文社科_专业资料。下载可编辑 成绩 齐鲁理工学院 课程设计说明书 题 目 课程名称 二级学院 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 有源滤波器设计 模拟电子技术 B 机电工程学院 自动化
下载可编辑 成绩 齐鲁理工学院 课程设计说明书 题 目 课程名称 二级学院 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 有源滤波器设计 模拟电子技术 B 机电工程学院 自动化 2015 级 德顺 0 臧红岩 卉青 设计起止时间：2016 年 12 月 19 日至 2016 年 12 月 23 日 .专业.整理. 下载可编辑 目录 一、设计任务与要求……………………………………………………………2 二、设计方案……………………………………………………………………3 2.1 总方案设计…………………………………………………………… 3 2.1.1 方案框图……………………………………………………… 3 2.1.2 子框图的作用………………………………………………… 3 2.1.3 方案选择……………………………………………………… 3 三、设计原理与电路……………………………………………………………5 3.1 单元电路的设计……………………………………………………… 5 3.1.1 原理图设计…………………………………………………… 5 3.1.2 滤波器的传输函数与性能参数……………………………… 6 3.2 元件参数的计算……………………………………………………… 8 3.2.1 二阶低通滤波器……………………………………………… 8 3.2.2 二阶高通滤波器……………………………………………… 9 3.2.3 二阶带通滤波器……………………………………………… 9 3.3 元器件选择…………………………………………………………… 9 3.4 工作原理………………………………………………………………10 四、电路的组装与调试……………………………………………………… 11 4.1 MultiSim 电路图…………………………………………………… 11 4.2 MultiSim 仿真分析……………………………………………………13 五、设计心得………………………………………………………………… 16 附 录……………………………………………………………………………16 附录Ⅰ 元件清单…………………………………………………………… 17 附录Ⅱ Protel 原理图 ……………………………………………………… 17 参 考 文 献……………………………………………………………………18 .专业.整理. 下载可编辑 有源滤波器设计 摘要： 在《模拟电子技术基础》的学习基础上，针对课设要求，设计了多重反馈有源带通滤 波器。本次设计，是有电阻、电容、放大器组成的电路。该滤波器的中心频率是 10KHz。该 滤波器阻值低于 50Hz 和高于 20Hz 频率的信号通过，只允许 50Hz 到 20KHz 之间的信号通过。 该滤波器属于有源滤波器，由无源元件和有源元件组成。这类滤波器的优点是：带的信号不 仅没有消耗能量，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相连是相互影响很小。设计用到 了 LM324 放大器，它既可接单电源使用（3~30V），也可以接双电源使用（±1.5~±15V），不 需要调零。 关键词：RC 网络；反馈网络；运算放大器；滤波器 .专业.整理. 下载可编辑 1 任务与要求 1.1 设计任务 有源滤波器是由有源元件和无源元件(一般是 R 和 C)共同组成的电滤波器， 和无源滤波器相比，它的设计和调整过程较简便，此外还能提供增益。本课程设 计选择二阶有源滤波器作为主要研究对象。 自已设计电路系统，构成低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器，利用 Multisim 仿线）设计电路图，确定前置放大电路，有源滤波电路，功率放大电路的方案， 并使用相应绘图软件画出设计电路，包括低通、高通和带通； （2）所设计的滤波器不仅有滤波功能，而且能起放大作用，负载能力要强； （3）根据给定要求和电路原理图计算和选取单元电路的元件参数； （4）用 Multisim 仿真软件对滤波器进行仿线 方案框图 RC 网络 放大器 反馈网络 图 2.1.1 RC 有源滤波总框图 2.1.2 子框图的作用 （1）RC 网络的作用 在电路中 RC 网络起着滤波的作用，滤掉不需要的信号，这样在对波形的 选取上起着至关重要的作用，通常主要由电阻和电容组成。 .专业.整理. 下载可编辑 （2）放大器的作用 电路中运用了同相输入运放，其闭环增益 RVF=1+R4/R3 同相放大器具有 输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。 （3）反馈网络的作用 将输出信号的一部分或全部通过牧电路印象输入端，称为反馈，其中的电 路称为反馈网络，反馈网络分为正、负反馈。 2.1.3 方案选择 滤波器在通信测量和控制系统中得到了广泛的应用。一个理想的滤波器应 在要求的频（通具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。 然而实际的滤波器距此有一定的差异，为此人们采用各种函数来逼近理想滤波 器的频率特性。 用运算放大器和 RC 网络组成的有源滤波器具有许多独特的优点。因为不 用电感元件，所以免除了电感所固有的非线性特性、磁场屏蔽、损耗、体积和 重量过大等缺点。由于运算放大器的增益和输入电阻高，输入电阻低，所以能 提供一定的信号增益和缓冲作用，这种滤波器的频率围约为 10-3Hz~106Hz,频 率稳定度可做到（10-3~10~10-5）/摄氏度，频率精度为+（3~5）%，并可用简 单的级联来得到高阶滤波器且调谐也很方便。 滤波器的设计任务是根据给定的技术指标选定电路形式和确定电路的元 器件。滤波器等的技术指标有通带和阻带之分，通带指标有通带的边界频率（没 有特殊的说明时一般为-3dB 截止频率），通带传输系数。阻带指标为带外传输 系数的衰减速度（即带沿的陡变）。下面简要介绍设计中的考虑
