实验报告5基于正反馈结构的高通滤波器的设计

现代电路理论与设计课程实验报告实验名称：高通滤波器的实验日期：班级：名字：学位：指导老师：杨庆江比分：一、实验目的：1 )综合运用学到的理论知识，掌握一般滤波电路分析和设计的基本方法和步骤2 )培养一定的独立分析问题、解决问题的能力；用Pspice软件制作电路的电路图，实践输出仿真波形二、实验内容(包括实验原理介绍):设计了1、p=5rad/s、Q=5的Salley-key (沙林凯)高通滤波器。2、Salley-key (沙林凯)高通滤波器的设计原理和传递函数(1)Salley-key (沙林凯)高通滤波器结构高通滤波器电路的构成方法有以下2种(a )由正反馈网络或负反馈网络和RC网络构成的高筒滤波器(通过RCCR变换的方法，将低通滤波器直接变换为高通滤波器。 根据研究，如果将低通滤波器的电阻r变换为电容等于1/Rp的电容，将低通滤波器的电容c变换为电阻值等于1/Cp的电阻，则能够将低通滤波器直接变换为高通滤波器。 将该低通滤波器直接变换为高通滤波器的方法称为RCCR变换法。 本实验主要介绍b法，RCCR的条件为但是，下标为l的参数是低通型电路的参数，没有下标的是变换后的高通电路的参数。 应该注意的是，在这种转换中，低通电路的放大电路部分不需要进行转换。图2表示将图1所示的负反馈结构的Sallen-Key低通滤波器从RC变换为Cr后的Sallen-Key高通滤波器图1 Sallen-Key低通滤波器图2 Sallen-Key高通滤波器(2)Salley-key (沙林凯)高通滤波器的传递函数在电路的节点列中写入方程式时，如下所示电路的过渡函数如下所示传递函数转换如下：三、实验过程(包括理论计算、软件仿真等步骤):1、理论计算(1)导出和的公式如果将高通滤波器电路传递函数与标准的高通滤波器函数进行比较(2)计算和的灵敏度根据灵敏度定义，能够根据式1和式2求出和q的灵敏度(3)器件值的设计根据求出式，设为R1=R2=R、C1=C2=C .设电阻R=2M，C=0.1uf。确定Ra和Rb的值。根据K=1 Ra/Rb，设Ra=Rb=10k。用Pspice软件进行仿真与分析在Pspice软件中创建空白文档并绘制电路图。Salley-key (沙林凯)高通滤波器在Pspice中的电路图如图3所示图3四、实验结果分析(模拟结果分析和实验总结):1 .根据上述计算出的数值设定元件的参数，观察其振幅特性。 如图4所示R1=R2=R=2M，C1=C2=C=0.1uf。 Ra=Rb=10k。图4由以上图可知，该效果基本满足要求，满足高吞吐量特性。 增益和q值需要微小调整。2 .扫描和分析参数(1)Ra和Rb参数的调整。只要改变Ra的值。 将Ra设置为10k到100k，步骤为20k。 在波形中，q因数发生巨大变化，如图5中所示。图5(2)参数R1和R2的调整。将R1从1M设定为10M，将步长设定为2M。 波形即使改变r-1和r-2的值对波形也没有什么影响，如图6中所示。图6(3)其他参数对波形的影响。将C1从0.1uF设定为1uF，将步骤设定为0.2uF。 如图7所示，该波形的增益随着电容器C1的值从下到上逐渐增大而逐渐增大。图7将C2从0.1uF设定为1uF，将步骤设定为0.2uF。 如图8所示，该波形的增益随着电容器C2从上向下增大而逐渐减小。图8(5)最终波形。R1=R2=R=2M，C1=C2=C=0.1uf。 Ra=Rb=10k。 如下图所示。 与理论计算的结果基本一致。图9综上所述，基于推导函数的关系和灵敏度计算，理论计算了参数值，经过调整和调整，最终发现与理论计算结果非常一致，达到了目标要求。(1)、改变Ra的值会影响高通的q值。 (图5 )(2)、改变R1和R2的值对波形影响不大。 (图6 )(3)使电容器C1的值变化，从下向上随着电容器C1