双T网络有源二阶带阻滤波器设计

1、某某大学小论文报告课程名称：现代电路课程编号：论文题目：双T网络有源带阻滤波器设计研究生姓名:学号：研究生姓名:学号：论文评语：成绩：任课教师：评阅日期：双T网络有源带阻滤波器设计摘要滤波器主要用于消除干扰信号，将输入信号经过过滤而得到特定频率 的频点或者去除该频点以外的频率。有源滤波器由运放 电阻和电容组成。 带阻滤波器是为了限制某一频率的信号通过，又称为陷波关键字：有源滤波器，带阻滤波器，运算放大器，限制频率AbstractFilter is used to work off in terfer ing sig nal, the sig nal in put is filtered to

2、get a certa in freque ncy sig nal, or work off a certa in freque ncy. Active filter comprises operational amplifier, resistance and capacitanee. Band stop filter is used to stop a certain frequency signal, and it is also called trap filter.Key words : active filter, band stop filter, operational amp

3、lifier, stop a certa in freque ncy1引言滤波器的主要作用是通过选频网络得到某一特定频率的信号或者消除某一特定频率的信号，得到所需要的没有干扰的、符合信道要求的信 号。模拟滤波器可以分为有源和无源滤波器。无源滤波器由电阻和电容组 成，而有源滤波器由有源器件（一般是运放或者晶体管）、电阻和电容组 成。滤波器分为低通、高通、全通、带阻四种基本类型。本文设计的是带阻 滤波器，又称为陷波器，用来滤除某一不需要的频率，常见的组成方案有两 种：（1）低通和高通滤波器并联组成带阻滤波器，（2）带通和相加器组 成带阻滤波器。文中选择的是方案（1）,即低通和高通滤波器并联组成带

4、阻滤波器。2.理论分析2.1电路组成二阶有源带阻滤波器由二阶低通滤波器、二阶高通滤波器和运算放大器组成。图2.1二阶有源带阻滤波器组成框图-VA- 1RR2C图2.2二阶无源低通滤波电路图2.3二阶无源高通滤波电路由上述两部分低通和高通滤波电路，加上运算放大器即可构成所需的 二阶有源带阻滤波电路。其中，输入端连接到运放的正端，电阻作为反馈网 络串联在输入回路中，且反馈电压正比于输入电压，弓丨入串联电压负反 馈，构成同相比例运算放大器。低通和高通滤波电路连接成T型，所以被 称为双T网络有源带阻滤波电路。图24双T网络二阶有源带阻滤波器简图2.1参数分析电路的简略图如下:(1)通带电压增益：Au

5、1FU中心频率：f 012RC阻带宽度：B2 2 Au0B1品质因数：Qf 02 ：2 Au其中，要求：C3 2C2C2 2C,RiR22R3RRs3.电路设计根据如下要求：R5(1)通带电压增益：Au 1 1, R5R4 R41中心频率：f。1 1kHz2RC(3)阻带宽度:B 2 2 Au fo2kHz计算：取C 100nF ,得到R1.6K电路图如下:4 结果分析4.1波特图分析必 Bode Plott er-XBPl+In Q + a Cut i庵脚直二Phase|Horizon taierticalLogUnFMHZF|soaI1IFio|dEModeControlsRerse Sa

6、ve Set.图4.1输入1000Hz信号波特图 Bode Plotter-XBPlHorizontalfxieControls-tiaseverticailReveree Sav亡| Set. |图4.2输入1000Hz信号3dB波特图1图4.3输入1000Hz信号3dB波特图2从波特图可以看出，对1000HZ信号有明显的衰减作用，中心频率在1.018kHZo -3dB处的频率可以得到阻带范围：422.663Hz2.281 kH乙 即可得到阻带宽度为1858H乙跟实际需求相比，中心频率基本满足要求，阻带宽度略小于要求的2kHZo相位图如下:擀恥匪 PAtter-XBPIModeI Log U

7、n |F |7| 田ZI吓ControlsRevere Save | Set -ODegMagnitudeAhaseHorizontalVertial图4.4双T网络二阶有源带阻滤波器输入1 kHz信号的相位图4.2电压值分析CSiMulat cd Tekt eoilik OsciIIds： copemsc 1lektmnhLCtil W GH2 IJSniV M2ns阿in即fp&inrc轧PEfGnmGH1/M2nmh it muHipnMiOil lFAVCt通过示波器观察输入和输出端的电压值，结果如下图所示:图4.5示波器测量输入端电压值示意图Sxm.uJ_ a.t p d. TeJk t xciiluz Osc j. 1 Lu e it up e ILiC 1图4.6示波器测量输出端电压值示意图观察可知，输入信号峰峰值为20V,但是输出信号的峰峰值只有138mV由此可见，滤波器对于1000Hz的信号有明显的衰减作用。输入其它频率的信号，可以观察到：在通带范围内，信号基本上没有 衰减；在阻带范围内，不同频率的信号有不同程度的衰减。4.3分析电阻值变化对电路的影响(1) R4增大，R5不变。那么，Au减小，对1KHz的信号衰减变大 阻带变宽。(2) R4不变，R5增大。那么，Au增大，对1 KHz的信号衰减变小， 阻带变窄。5.实际应用带阻滤波器用于滤除