可编程有源滤波器.doc

目录 1、课程设计目的.22、课程设计内容和要求.22.1、设计内容.22.2、设计要求.23、设计方案.23.1、设计思路.23.2、工作原理及硬件框图33.3、硬件电路原理图.53.4、PCB版图设计.64、课程设计总结.85、参考文献.91、课程设计目的（1）掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；（2）学习简单电路系统设计，掌握Protel99的使用方法；（3）掌握硬件电路设计的全过程。2、课程设计内容和要求2.1、设计内容：设计个可编程低通、高通和带通的有源滤波器。 2.2、设计要求：（1） 输入8位二进制代码01H-FFH时，低通和高通的截止频率分别在50Hz10KHZ内连续可调。（2）带通滤波器的中心频率在60Hz8kHz内连续可调。（3）不要求品质因数。3、设计方案3.1、设计思路滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置。在工程上，常用它来进行信号处理，数据传送或抑制干扰等。目前一般用集成运放、R、C组成，常称为有源滤波器。此次设计题目为“可编程有源滤波器”。可分为两部分进行设计：滤波器部分和程序控制部分。滤波器部分采用同相输入型状态可调有源滤波器电路，程控部分采用倒T型电阻网络。3.2、工作原理及硬件框图低通输出高通输出带通输出信号输入 图1 工作原理图图3 集成运放UA741（OFFSET N1和OFFSET N2为集成运放调整输入端，NC为无用管脚）图2 倒T型电阻网络如图1所示令 R1=R2=R3=R4R6=R7=RfC1=C2=Cf则 f=f(olp)=f(ohp)=f(obp)=1/2RfCf因此，低通和高通滤波器的截止频率以及带通滤波器的截止频率只取决于Rf和Cf的值。用倒T型电阻网络替换R6和R7。通过改变二进制代码来改变倒T型电阻的等效阻值，就可以改变高通和低通滤波器的截止频率以及带通滤波器的中心频率。输入的二进制数可用单刀双置开关表示，当输入二进制数在01HFFH(即0000000111111111)之间变化时，电阻网络端口的等阻值在256RR之间变化。根据计算，选R=15K，Cf=1000PF，则41 Hz f 10616 Hz可见，频率f符合“输入8位二进制代码01H-FFH时，低通和高通的截止频率分别在50Hz10KHZ内连续可调，带通滤波器的中心频率在60Hz8KHz内连续可调”的要求。图4 波形仿真图3.3、硬件电路原理图图5 硬件电路图3.4、PCB版图设计 图6 PCB版图 图7 PCB打印图4、课程设计总结 刚拿到题目时因为对滤波器方面了解较少，感觉有些无从下手。经过对滤波器的仔细学习后，才对题目有了一定的了解。然后是对程序控制的设计，查阅大量资料后，明白了程控的基本原理。最初的想法是通过DA转换器，将数字量转换为模拟量，用这个模拟量控制一个变容二极管，实现电容的变化，最终控制频率。但因对这方面缺乏了解和资料，且时间紧迫，故选用了现在的方案。 PCB制作过程经历了很多困难，但通过长时间的上机实验和大量的练习，基本掌握了PROTEL99的使用方法，收获颇多。此次课程设计增强了自己的独立思考能力和实践能力，对以后的进一步学习起到很大的促进作用。5、参考文献（1）高鹏 . PROTELL99入门与提高 .北京：人民邮电出版社，2005（2）童诗白模拟电子技术基础北京：高等教育出版社，2002（3）张建华数字电子技术北京：机械工业出版社，2004（4）陈汝全电子技术常用器件应用手册北京：机械工业出版社，2005（5）毕满清电子技术实验与课程设计北京：机械工业出版社，200