模拟电子电路课程设计报告.doc

模拟电子电路课程设计报告一、设计题目 设计一个压控低通滤波器，其上限频率为1500赫兹，并满足带外每十倍频程大于负50分贝衰减的要求。二、设计技术参数要求 电路的上限频率为1500赫兹，通常电阻r的取值范围在100k左右，选取标准规格电容为c=4700pf，即可求出电阻的阻值。为了使设计的电路误差更小，应当使电路的连接线路更简单。三、所用设备仪器及器件清单1.信号发生器一台；2.示波器一台；3.lm324运算放大器2个；4.电阻（2.2k）5个；5.电容（473型）3个；6.电压源一台；7.导线若干。四、设计电路图及仿真图1.电路图（图1） 1 图1 2.仿真图（图2） 图2五、原理介绍有源滤波器一般有集成运放与rc网络构成，它具有体积小性能稳定等优点，同时由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，输出阻抗很低，故有源滤波器还兼有放大与缓冲作用。对于低通滤波器，当频率低于上限截止频率fh时，滤波器输出保持不变，按照低频增益放大，这段频率称为通带；当频率高于fh时，输出近似为0，称为阻带。根据对滤波器截止频率fh的不同要求，可换算出电路中r和c的不同取值，根据对滤波器性能指标要求高低的不同，可采用n个二阶滤波器级联的方式，构成2、4、6、8等n2阶有源滤波器，滤波器的阶数越高，性能就越优越。对于本个设计的要求，其电路是由一个二阶压控型低通有源滤波器再联入一个 2 电阻和电容。二阶压控型低通有源滤波器（如图3）所示，电路由r2、r3和c1、c2构成滤波网络，再加上一个同相比例放大电路。它是在二阶有源滤波器（图4）基础上，将原来接地的电容c1改接到输出端，不影响通带增益。 图3 图4六、相关理论介绍 1.由 fh=12rc得 rc=12fh 通常电阻r的取值范围在100k左右，选取标准规格电容为c=4700pf，可求出电阻r=2.258k，在此选标准电阻2.2k。 32.通带增益 当频率很低，即f=0时，由于电容具有通交流阻直的 特性，可视为开路，所以通带增益a0相当于同相比例放大电路的电压增益avf，即 a0=avf=1+rfr13.传递函数 为了使电路更简便，所有电阻r=2.26k，电容c=4700pf av(s)=vo(s)vi(s)4.频率响应 因为f0=w02，f=f0时 av(s)=avfj(3- avf) 定义有源滤波器的品质因素q值为f=f0时的电压放大倍数的模与通带增益之比，即 q=1(3- avf) 5.上式表明，当2 avf1，在f=f0处的电压增益将大于avf，幅频特性在f=f0处被抬高。当avf =3时，q为正无穷，有源滤波器将自激振荡，通常要求通相比例运算放大器的放大倍数avf3才能稳定工作。七、测试数据分析 .信号发生器选正弦波，选择某个中间频率，如f=500赫兹。 4 .调节输入信号的幅度，使输出信号的幅度为某个比较居中的数值。 .保持输入幅度不变，完成表中各频率点调节输出信号的频率。f(hz)10 30 100300 500 80015008600vopp(v) 8 8.3 8 8 7.5 6.8 5.6 8 电路的幅频特性表明，对于同样大小的输入信号，频率越高，输出信号衰减越大；频率越低，输出信号衰减越小或可以认为不衰减。也就是说，对该电路而言，低频信号比较容易通过，而高频信号不易通过。信号通过电路时，如果各频率分量衰减幅度不同，会引起各频率分量的相对幅度发生变化，这种失真称为幅度失真。如果各频率分量的相移不与频率成正比，会引起各频率分量的相对位置发生变化，这种失真称为相位失真。八、调试中遇到的问题及解决方法 根据我们课前的计算，得出了电阻和电容的大小，但是联完电路接上示波器后却没有波出现，经过检查发现是电阻的阻值计算过程中错误了，电路中连入的电阻过大。 调试中无论怎么改变频率的大小，波形无变化。后来发现没有给集成运算放大器的4号脚和11号脚分别加上+5v和-5v的直流稳压电源。 5 调试中总是出现波形失真的现象。将信号发生器的幅度vp尽量调到一个较小稳定的值。九、课程设计总结 通过此次的课程设计，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在报告的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大突破。在以往传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但通过课程设计，学会了如何将学到的知识转为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。在报告的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度，首先我明白了做学问要一丝不苟，对于出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在做任何事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就打退堂鼓，只要坚持下去就可以找到思路去解决问题。在动手操作实物过程中要学会与人合作，认真听取别人的意见，这样做起事情来就可以事倍功半。在设计电路过程中，理论知识很重要，它决定了设计的方法，设计电路的成败。所以需要查找资料，需要有足够的耐心，细心去研究问题，解决问题。同时还必须有实事求是分析问题的态度，知道理论与实际是有一些差别的。认清问题是前提，分析问题 6时必须细心，要有恒心，同时还必须做到科学具体地分析问题。在调试电路时，考虑器件的电气性，尽量减少器件间的干扰。调试的过程中要有平和的心态，遇见问题是正常的，要做的就是多做比较和分析，逐步排除可能的原因，要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”，这样最后一定能调试成功。学习了四次课，使我学会了很多东西，培养了动手能力，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的。只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实际相结合起来，从理论中得出结论，才是重要的，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力。在设计的过程中遇到问题可以说得上是困难重重，这毕竟是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。同时