有源高通滤波器电路设计.doc

长 沙 学 院课程设计说明书题目有源高通滤波器电路设计系(部)电子与通信工程系专业(班级)08电气工程及其自动化二班姓名学号指导教师起止日期 模拟电路课程设计任务书一设计题目有源高通滤波器电路设计二技术参数和设计要求1. 技术参数设计一个能阻挡低频信号，输出高频信号的有源高通滤波电路；2. 设计要求（1） 举例说明所设计的有源高通滤波器的广泛应用，并熟悉芯片LM741EN的各引脚功能，以及其应用。简要说明电路的工作原理。（2） 计算并选择电路元件及参数；（3） 仿真调试电路；（4） 撰写设计报告及使用说明书。三设计工作量设计时间一周，2009年下学期第17周进行。四工作计划星期一：布置设计任务，查阅资料；星期二星期四：设计方案论证，进行电路设计，计算并选择电路元件及参数；星期五：撰写设计报告及使用说明书，进行个别答辩。五参考资料1 彭介华，电子技术课程设计指导，北京：高等教育出版社，1997；2 高吉祥，电子技术基础实验与课程设计，北京：电子工业出版社，2005；3 童诗白，模拟电子技术基础，北京：高等教育出版社，1988；4 康华光，电子技术基础模拟部分，北京：高等教育出版社，19885 本课程教材六指导教师 七系部审批课程设计鉴定表姓名学号专业电气工程及其自动化班级08二班设计题目有源高通滤波器电路设计指导教师指导教师意见：评定等级： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名： 日期： 系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；目录一、摘要及关键词5二、Multisim10绘制的原理图6三、Multisim10仿真波特示意图7四、心得体会9五、参考文献9一、摘要及关键词摘要：滤波电路是一种能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置。工程上常用它来作信号处理、数据传输和抑制干扰等。我们现在主要讨论模拟滤波器。以往这种滤波电路主要采用无源R、L和C组成，20世纪60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运放的开环电压和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但是，集成运放的带宽有限，所以目前有缘滤波电路的工作频率难以做的很高，以及难于对功率信号进行滤波，这是它的不足之处。在实际电子系统中，输入信号往往是含有多种频率成分的复杂信号，可能还会混入各种噪声、干扰及其它无用频率的信号，因此需要设法将有用频率信号挑选出来、将无用信号频率抑制掉。完成此任务需要具有选频功能的电路。Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。关键词：有源高通滤波电路；Multisim。二、Multisim10绘制的原理图性能测试与分析该滤波器通带增益，截止频率，Q为0.707。取基准电容，则基准电阻 ，各元件的参数计算如下： 将各元件参数取标准值，即得如上电路图。三、Multisim10仿真波特示意图Multisim仿真波特图 图（a）很显然，上述通过仿真得到的幅频特性曲线符合电路理论的计算值。电路截止频率为300Hz左右。当信号频率在300Hz以下：例如150Hz的正弦波信号。其输入、输出波形在示波器显示如下图所示：上图中A通道显示的是输入信号，B通道显示的为输出信号波形。很显然，衰减倍数是5倍左右。当信号频率在300Hz以上：例如3000Hz的正弦信号。其输入、输出波形在示波器显示如下图所示：根据分析，输入输出波形只是方向相反，信号强度并没有发生衰减。这就证明，在截止频率以上的信号可以无衰减通过。四、心得体会电子技术基础是我们这个学期新开设的课程，它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科。教材中总结了今年来的教学实践经验，加强了基础理论，如加强了半导体的物理基础和电路的基本分析方法；同时也吸收了国类外的先进技术，如加强了现行集成电路的原理和应用，增加了电子电路计算机辅助分析等内容。通过一个学期的学习，我对二极管及其基本电路、双极结型三极管及放大电路基础、模拟集成电路、反馈放大电路、功率放大电路、信号处理与信号产生电路等有了一定的认识和理解。但总觉得理解不够深刻，就像陆游的冬夜读书示子聿一诗中所说的：“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”- 从书本上得到的知识毕竟比较肤浅，要透彻地认识事物还必须亲自实践。看书就是不够过瘾，得自己动手练练才好。这周我们进行了为期一周的课程设计，星期一上午老师给我们布置了课题，讲了一些注意事项。之后我们组的同学便立刻赶去图书馆收集相关的资料。下午我们设计好了实验原理图。第二天去机房进行仿真，用Multisim画好图后，仿真的时候却出现了问题，完全与理论情况不符。找了很久都没找出原因。后来我们将画的图另存之后重新设计了一个电路图，再次仿真总算作对了。但没弄清楚第一次设计的图错在哪，我们实在不甘心。于是我们返回去，仔细检查电路图，终于找到了原因：原来是芯片有两个脚正好接反了！这次课程设计让我对有源高通滤波器电路有了更深刻的理解，让我意识到在设计好电路后一定要仔细检查，不能轻易放弃，要知道成功和失败往往只有一步之差。同时团队成员之间的合作也非常重要，我们要让每位成员