有源滤波器的系统设计

1、信息职业技术学院毕业设计说明书（论文）设计（论文）题目:有源滤波器的系统设计二OO八年十二月三十日职业技术学院毕业设计(论文)任务书班级通技06-2专业通信技术设计(或论文)题目有源滤波器的系统设计指导教师姓名工作单位及所从事专业联系方式讲师高级 工程师 设计(论文)内容：四教师15技股份有限公司fH=1000Hz ； fL=20Hz ； f0=1000Hz ； f0=50Hz （选作）。介绍几种多种信号发生电路的设计方案，论证其性能的优劣。 要求本设计有如下要求：1 设计二阶有源低通滤波器，要求截止频率2 设计二阶有源高通滤波器，要求截止频率3 设计二阶有源带通滤波器，要求截止频率4 设计二

2、阶有源带阻滤波器，要求截止频率 进度安排：第一阶段(2008.092008.10)：完成资料的收集；第二阶段(2008.102008.11)：完成硬件设计，即完成单元电路及总电路图的设计和工作原理的叙 述，电路性能指标的验算；第三阶段(2008.112008.12)：进行调试、仿真，编写报告准备答辩。主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1 谢自美电子线路设计实验 测试武汉：华中科技大学出版社.20062 陆坤等.电子技术设计.北京：电子工业出版社.20013 马建国.电子系统设计.北京：高等教育出版社.20054 钱照明，叶忠明，董伯藩.谐波抑制技术.电力系统自动化，19

3、97 , 21 (10)审批意教研室负责人:见目录摘要 1第1章设计任务分析 21.1 题目分析 21.2给定条件分析 21.3工作原理分析 3第2章方案设计 52.1巴特沃思滤波器的选取 52.2 电压控制电压源（VCV$电路的选取 5第3章各种滤波器电路的设计 73.1 VCVSX阶低通滤波器设计 73.2 VCVSX阶高通滤波器设计 83.3 VCVSX阶带通滤波器设计 93.4 VCVSX阶带阻滤波器设计 10第4章各部分定性说明以及定量计算 124.1 VCVSX阶低通滤波器误差分析 124.2 VCVSX阶高通滤波器误差分析 124.3 VCVSX阶带通滤波器误差分析 124.4

4、VCVSX阶带阻滤波器误差分析 13总结 14致谢 15参考文献 16摘要有源滤波器是一种使有用频率信号通过而同时抑制或有效衰减无用频率信号的 电子装置，工程上常用它进行信号处理、数据传送和抑制干扰等。有源一般由集成运 放与RC网络构成，分为高通滤波器，低通滤波器，带通滤波器，带阻滤波器等类型。 在设计将介绍这四个源滤波器的波形特征及设计方法。关键词 有源滤波器；波形特征；集成运放第1章设计任务分析方案要求：利用教材中有源滤波器理论知识，并查阅必要的资料，设计低通、高 通、带通和带阻有源滤波器。有源滤波器快速设计方法具有计算简单、元器件少、电路调整方便等优点。通过 这次设计，要求掌握最基本的二

5、阶滤波器设计方法与性能参数测试技术， 并具备设计 高阶滤波器的能力。1.1 题目分析滤波器是一种只传输指定频段信号， 抑制其它频段信号的电路。滤波器分为无源 滤波器与有源滤波器两种： 无源滤波器：由电感L、电容C及电阻R等无源元件组成； 有源滤波器：一般由集成运放与 RC网络构成，它具有体积小、性能稳定等优 点，同时，由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，输出阻抗很低，故有源滤波器还 兼有放大与缓冲。作用：利用有源滤波器可以突出有用频率的信号， 衰减无用频率的信号，抑制干 扰和噪声，以达到提高信噪比或选频的目的，因而有源滤波器被广泛应用于通信、 测 量及控制技术中的小信号处理从功能来上有源滤波器

6、分为：低通滤波器（ LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）、其中前四种滤波器 间互有联系，LPF与HPF间互为对偶关系。当LPF的通带截止频率高于HPF的通带 截止频率时，将LPF与HPF相串联，就构成了 BPF，而LPF与HPF并联，就构成 BEF。在实用电子电路中，还可能同时采用几种不同型式的滤波电路。滤波电路的主 要性能指标有通带电压放大倍数 AVP、通带截止频率fP及阻尼系数Q等。1.2 给定条件分析二阶低通滤波器：截止频率 仏=1000 Hz、增益为：Av =4 ；二阶高通滤波器：截止频率fi =200 Hz、增益为：Av =4 ；二阶带通滤波器：

7、中心频率fl =1000 Hz、增益为：=4、Q=6 ；二阶带阻滤波器：中心频率f0 = 50 Hz、增益为：代-1、Q - 81.3 工作原理分析有源滤波器是指利用放大器、电阻和电容组成的滤波电路，其功能是使一定频率 范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率以外的信号。可用在信息处理、数据传输、 抑制干扰等方面。但因受运算放大器频带限制，这种滤波器主要用于低频范围。根据 对频率范围的选择不同，可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。它们的幅频特 性如图1-1所示：224 3（a）低通 （b）高通 （c）带通 （d）带阻图1-1滤波器的幅频特性低通滤波器：它的功能是通过从零到某一截止角频率3H的

8、低频信号，而对大于3h的所有频率则完全衰减，其带宽 BW二3h高通滤波器：在OV W8, Av 1的电路应是无限增益多路反馈二阶带阻滤波（陷波）器，取f 50 Hz时，取C =0.2平，对应的参数 K=10。K=1时的电阻：R1=1.6K 1 R3=R4=1.59k，R2=R3/2=0.795k。将上述电阻值乘以参数 K=10得：R1=16K，取标称值 16K； Rf=15K，取标称值 15K 1R3=R4=15.91k，取标称值 16K，1RfAf =1 =二代。-2=49.736Hz E = 50-49.736 x 100% = 0.528%2 兀 RC50总结通过本次毕业设计，我对滤波电

9、路理论知识有了更深一层次的理解。 对以前的书 本知识学习有了一个很好的补充。同时，在设计中，我们查阅了很多相关的专业知识， 这也是体现我们能力的时候。在查阅资料时，也对相关的技术知识做了了解。设计也是课外实践的一种形式，我们能从中很好的结合专业知识应用到实践中去。同时，也是对平时专业知识的掌握程度的考察。致谢不知不觉，大学的美好时光将要结束，做毕业设计是作为当代一名大学生将知识 运用于实践的一个重要环节。完成这次毕业设计，我要感谢所有帮助过我的老师，特 别是毕业指导刘雪亭老师和同学。 在这段时间里，加强了自己对所学的电子基础知识 的巩固，也扩大了自己的知识面；即将告别培育过我的母校、老师和同学

10、，真的舍不 得。对于学过的知识只有运用到实践中， 才能体现出它的价值。而这次毕业设计是自 我锻炼的一个很好机会，让我的大学生活画上一个圆满的句号。我知道，现在社会竞 争激烈，只有不断学习才会有好的出路。母校给了我学习的空间和展示自我的舞台， 今天的成功离不开每位老师的细心教导和同学们之间互相帮助。在此，再次对所有关心和帮助过我的老师和同学表示衷心的感谢，祝愿你们身体健康，万事如意。参考文献1 谢自美电子线路设计实验测试武汉：华中科技大学出版社.20062 陆坤等电子技术设计北京：电子工业出版社.20013 马建国电子系统设计北京：高等教育出版社.20054 钱照明，叶忠明，董伯藩谐波抑制技术电力系统自动化，1997, 21 (10)四川信息职业技术学院毕业设计（论文）评语