二阶低通滤波器

1、08700109 学 号 模拟电子技术基础设计说明书二阶低通滤波器31日2010至年12月曰年起止日期：201012月24学生姓名班级绩成)字(指导教师签电子与信息工程系月2011年1 2日目录第一章 电路设计 11.1 集成运算放大器 11.2 二阶低通电路 11.3 课设电路及计算 3第二章 所用元器件 32.1 电阻 32.2 电容 32.3 集成运算放大器 lm741 4第三章 仿真情况 5第四章 课设总结 74.1 心得体会 74.2 个人答辩问题 7/、 t-z 、.参考文献 . 8电路设计第一章集成运算放大器1.1是输出端，是工作电压端，5、是集成运放的符号图，1、2端是信号输入

2、端，34图1集成运算放大器的输入级通常由差分在实际中还有调零端，频率补偿端和偏置端等辅助端。”号的是同相输入放大电路组成，因此一般具有两个输入端以及一个输出端。图中标有“+端，标有“一”号的是反相输入端，当信号从同相端输入时，输出信号和输入信号同相，反之则反相。当集成运放工作在线性区时，它的输入信号电压和输出信号电压的关系是：uo?uu (1)npaodaa是非常大的，可达几十万倍，这是运算放大器和差式中是运放器的放大倍数，odod分放大器的区别，而且集成运放器的两个输入端对地输入阻抗非常高，一般达几百千欧到几兆欧，因此在实际应用中，常常把集成运放器看成是一个“理想运算放大器”。理想运算放大器

3、的两个重要指标为：(1)差模输入阻抗为(2)开环差模电压增益 aod为8。根据这两项指标可知，当理想运算放大器工作在线性区时，因为其输入阻抗为8,因此i ? ?0,如同两点被断开一样，这种现象称1在其两个输入端均没有电流，即在图中21为“虚断”。uo?uu?a?,所以认为运放的同相，根据输入和输出端的关系：又因为npodaod输入端与反相输入端两点的电压相等，如同将该两点短路一样。这种现象成为“虚短”。“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线性区时的两个重要结论，常常作为分析许多运放电路的出发点。当理想运放工作在非线性区时，则“虚短”现象不复存在。图1集成运算放大器1.2 二阶低通电路所示：2二阶

4、滤波器基础电路如图二阶有源低通滤波基础电路图2滤波电路和同相比例放大电路组成，在集成运放输出到集成运rc它由两节当信号频放同相输入之间引入一个负反馈，在不同的频段，反馈的极性不相同，rco, 两级-90f0时(f0为截止频率)，电路的每级rc电路的相移趋于率fo,电路的输出电压与输入电压的相位相反，故此时通过电容电路的移相到-180引到集成运放同相端的反馈是负反馈，反馈信号将起着削弱输入信号的作用，c所以该反馈将使二阶有源低通滤波器的幅频特性高频端迅使电压放大倍数减小， 速衰减，只允许低频端信号通过。具特点是输入阻抗高，输出阻抗低。 传输函数为：as()vfov?as)2)scr-a)scr4

5、3v(s)1/vaa? 令 称为通带增益fov17q称为等效品质因数a?3fv1?称为特征角频率？crc?vo?：as) &?ss 2q上式为二阶低通滤波电路传递函数的典型表达式当3?a0 ,即 a?3时注：滤波电路才能稳定工作。fvfv.1.3 课设电路及计算 芯片作为理想放大器；系统增，所以选用 lm741根据本次课设要求，电路工作电压为15v;,所以将理想放大器反相输入端直接接到输出端，此时电路等效品质因数q=0.5益为0db1f 得此时电阻值为 10nf,由r=系统带宽10khz ,即，所以选取电容值为=10khz 22of 0?具示图电1.6k体路图如。所3图3 protel电路图第

6、二章所用元器件2.1电阻采用碳膜电阻器， 阻值稳定性较好， 阻值范围宽，温度系数较好，成本低，价格便宜。2 1.6k大小为2.2电容采用金属化纸介电容器，体积小，容量可做得大，温度系数大，内部纸介击穿后有自愈。10nf作用。大小为2.3集成运算放大器lm741(1)引脚共8个引脚，其中引脚2和引脚3分别为反相输入端和同相输入端，6为输出端，7、4分别接正、负直流电源，1、5之间接调零电位器，引脚 8为空。(2)主要技术指标：lm741参数最小典型最大5.0 1.0 输入失调电压输入失调电压温漂200输入失调电流 20输入失调电流温漂500 80输入偏置电流0.3 2.0输入电阻输入电压范围大信

7、号电压增益 50 200+-14 +-12 输入电压幅度 +-13 +-1070共模抑制比90转换速0.52.8电源电1.7+-22电源电+-500允许功+-30差模输入电-55125工作温度范围.第三章仿真情况图4仿真电路图3.1当输入信号的频率为2khz (10khz)时，输出波形与输入波形基本一致。见图 5红色 为输入波形，橘黄色为输出波形。.正常的输入输出波形图 5,输出信号较输入信号已有明显的衰当输入信号的频率大于截止频率时，选取3.2 f=30khz很明显，橘黄色为输出波形，基本上已经没有输出了。其中红色为输入波形，见图减。6基本全部截止的输出波形6图3.3输出函数波特图图7输出函

8、数波特图第四章课设总结4.1 心得体会实习了两个星期的， 我们学会了很多东西， 培养了动手能力也为我们以后的工作打下了良好的基础。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践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 在设计的过程中遇到问题， 可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题， 同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下， 终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！4.2 个人答辩问题问题：（ 1 ）设计所用的集成运算放大器是什么？（ 2 ）频率f 是怎么计算的？答：（ 1 ） lm741f=1/（2*pi*r*c） 2 （参考文献1 康华