语音滤波器课程设计1.doc

1课程设计说明书课题名称语音滤波器专业名称电气自动化学生班级学生姓名学生学号指导教师2前前言言通过对模拟电子技术的学习，使我对这门课程有了一定的了解，学到一些知识.科技的迅速发展，对电子技术的要求越来越高，所以要求从事电子技术的人员必须具备很强的动手能力。在以后的实际工作中，需要分析设计电路，要完成工作，必须在学校有扎实的基本功。所以在大学时应多做实验，锻炼自己的分析能力和理论结合实践的能力，把学过的东西灵活的运用与实际操作中，学以致用。科技的迅猛发展，导致电子技术的快速发展，而实践给人们带来的实际应用能力的提高和发展。课程设计作为大学一项的内容，能够开发学生的思维，培养学生的动手能力和合作精神，为学生进入社会打下良好的基础，为学生适应社会准备了条件。社会是发展的，科技是进步的，模电作为一门基础学科，将发挥越来越大的作用，电子事业将会有更大的发展，我们电气人将会有更广阔的天地。在本次课程设计过程中，本小组成员积极努力，团结一致，合理分工，完成了设计。由于时间和水平有限，难免出现一些不足和缺点，望老师指正。3设计任务（一）设计目的1、学习有源滤波电路的设计方法；2、掌握二阶RC有源滤波器性能参数的测试技术。（二）设计要求和技术指标1、技术指标：截止频率HzfH2000，HzfL200，4VA，阻带衰减速率为倍频10/40dB2、设计要求（1）设计一个能满足要求的二阶有源滤波电路；（2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（4）在万能板或面包板或PCB板上安装好电路并调试；（5）测量滤波器的性能参数：截止频率、带内增益VA和阻带衰减速率；（6）用EWB对电路仿真，并打印出幅频特性和相频特性曲线；（7）拟定测试方案和设计步骤；（8）写出设计性报告。（三）设计提示1、电路可采用一级二阶低通与一级二阶高通滤波电路级联；2、电路根据二阶滤波器（巴特沃斯响应）设计表设计，采用压控电压源电路；3、在测试过程中，若某项指标偏差较大，则应根据设计表调整修改相应元件的值。4、设计用仪器设备（1）数字电压表（2）面包板或万能板（3）智能电工实验台5、参考书：电子线路设计实验测试华中科技大学出版社6、设计用主要器件741两块或747、电阻电容若干（四）设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出电路，分析并计算主要元件参数值；3、列出测试数据表格。（五）设计总结1、总结有源滤波器的设计方法和运用到的主要知识点；42、总结有源滤波器性能参数的测试方法。目录一、设计方案5二、原理电路设计及参数计算8三、EWB仿真13四、安装及测试15五、设计总结及心得体会16六、设计元件及工具清单17七、参考文献18附录195一设计方案1.1滤波器的传输函数与性能参数【1】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。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择的不同，可分为低通、高通、帯通与带阻等四种滤波器，它们的幅频特性如图1-1所示。（a）低通，（b）高通，（c）带通，（d）带阻。.图1-1滤波器的幅频特性一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数n越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。常用的逼近方法是巴特沃斯最大平坦效应和切比雪夫等波动响应（如图1-2）。表1-1列出了二阶RC有源滤波器的传输函数,它们的幅频特性6如图1-1所示.图1-2巴特沃斯响应与切比雪夫响应比较（a）巴特沃斯幅频特性（b）巴特沃斯相频特性（c）切比雪夫幅频特性（d）切比雪夫相频特性表1-1二阶RC滤波器的传输特性实现表1-1所示传输函数的常用电路有电压控制电压源电路和无限增益多路反7馈电路。图1-3所示电路为压控电压源电路，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，故称为电压控制电压源电路。图1-4所示电路为其中运算放大器为反相输入接法，由于放大器的开环增益为无限大，反相输入端可视为虚地，输出端通过C2、R3形成两条反馈支路，故称为无限增益多路反馈电路。图1-3压控电压源电路图1-4无限增益多路反馈电路1.2方案选择技术指标截止频率HzfH2000，HzfL200，4VA，阻带衰减速率为倍频10/40dB。1.2.1根据设计要求，要求的带宽范围很宽，其阻带的衰减速率为-40dB/10倍频程，则采用一级二阶高通滤波器与一级二阶低通滤波器想级联【3】，