低频电子线路课程设计(共7页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上低频电子线路课程设计-有源带阻滤波器姓 名：专业班级：学 号：实验时间：有源带阻滤波器摘要：采用通用运放LM 324设计一个有源带阻滤波器，中心频率为2.0KHz,阻带为1.6KHz2.4KHz，先设计电路图用multism软件进行仿真，再根据仿真的电路图在面包板上连接电路，用交流毫伏表和示波器检验实际电路的各个参数。一、设计任务与技术指标1.设计任务采用通用运放LM 324设计一个有源带阻滤波器2.技术指标 通带电压增益:1.0 输入信号频率范围：0100KHz 中心频率：2KHz 阻带宽度：1.62.4KHz 输入信号电压：Ui <100mV 电源电压：&#

2、177;12V范围内可任选二、电路工作原理图1.电路原理图 电路由三部分组成：低通滤波器、高通滤波器、同向比例放大器，把低通滤波器和高通滤波器并联起来，低通滤波器的下限频率为1.6KHz,高通滤波器的下限频率为2.4KHz,这样两个滤波器并联后就保证在频率范围为1.6KHz到2.4KHz电压受阻较大，视为阻带，小于1.6KHz大于2.4KHz的部分电压基本可以顺利通过，视为通带。最后再把并联起来的两个滤波器接上一个同向比例放大器（LM 324共四个相同的放大器，任意选择一个），为了让并连后的电路输出更稳定，由于要求电压增益为1.0，根据同向比例放大器的放大倍数Au=1+ R5/ R4通过调节R

3、5和R4使同向比例放大器的增益趋向于1,即R5<<R4。根据中心频率公式fo=1/2pRC选择合适的电阻和电容。连接好电路，在仿真中用示波器和波特仪进行测试,检查通频带和中心频率是否与要求相符。三、需要用到的公式通过列写图1.1中a点和b点的节点电压方程得到如下公式：fp1=22-Au2+1-(2-Au)fo -（1）fp2=122-Au2+1+(2-Au)fo-（2）BW= fp2- fp1=2(2-Au) fo-（3）我们在低频电子线路中学到的公式： Au=1+ R5/ R4-（4）fo=1/2pRC-（5）四、元器件选择 通过以上所列公式，以及实验室中所提供的具体的器件选择如

4、下：LM 324芯片 1个7.2K电阻 2个3.6K电阻 1个0.1K电阻 1个1K 电阻 1个223 电容 5个信号发生器 1台示波器 1台交流毫伏表 1台面包板 2块导线 若干波特仪 1台（仅在仿真时使用）说明：由于实验室中电容有限，11nf电容实际中使用两个22nf电容串联在一起使用，在仿真图中没有具体体现出来。五、计算机仿真图 图2.波特仪显示的中心频率从图2中可以看出最终的中心频率近似为2KHz，与预期基本一致。图3.波特仪显示的上限频率图3显示出来滤波器的上限频率也就是低通滤波器的截止频率近似为1.6KHz，与预期基本一致。图4.波特仪显示的下限频率图4显示出来滤波器的下限频率也就

5、是高通滤波器的截止频率近似为2.4KHz，与预期基本一致。图5.图6.图5和图6是由波特仪显示出来的在通带内的分贝值近似为0.图7.示波器显示输入输出波形图8.示波器显示输入输出波形图7.是信号源发出的频率为2KHz的时候输入输出电压波形，可以看出输出的电压明显变小，因为此带阻滤波器的中心频率为2KHz，对2KHz的阻碍作用最大，图8.是信号源发出的频率为0.7KHz的时候的输入输出电压波形，可以看出由于0.7KHz在滤波器的通带，所以输出电压基本没有衰减，基本与属于一致。六、实物实验过程1.检查芯片是否完好；2.关闭电源，根据仿真电路图在面包板上连接电路3.把直流电源调到12V（不能超过12

6、V）并保持关闭状态接在芯片两个电源极上，接地孔连接到面包板上作为相对参考地端，之后电路所有接地端口都与在面包板上与该端口对应的位置串联；4.把示波器的两个接口分别接到电路的输入端和输出端；5.把交流毫伏表接到电路的输出端（这里交流毫伏表代替仿真时的波特仪）；6.把信号发生器接到电路的输入端；7.打开直流电源、示波器、交流毫伏表、信号发生器，信号发生器的输入电压的有效值设为100mv，频率设为1KHz，交流毫伏表调到100mv档；8.调节信号发生器的频率，记录数据如下表：输入电压UI=100mv fo=2KHzf/KHz1.01.21.31.41.51.61.71.81.92.02.12.22.

7、32.42.52.72.93.5Uo/mv98.593.490.486.280.071.558.740.019.015.934.450.762.570.977.084.488.697.9七、数据分析由测出来的数据可以看出电压值随频率的变化趋势与图2基本一致，当输入电压为2KHz时输出电压最小，说明中心频率接近2KHz，在输入频率为1.6KHz和2.4KHz是输出电压近似都为70V，这与（0.707*100mv）近似一致，说明这两个频率分别为带阻滤波器的上限频率和下限频率。观察示波器的波形变化都与仿真时的现象基本一致，这说明实物电路元器件选择及连接正确，实验基本成功。八、误差分析1.面包板的微弱

8、的电阻会对实验产生一定影响；2.电容电阻所标的规格与实际的规格有一定误差，由于所提供的电阻电容与实验所需要的电阻电容不太相符，需要一定的串并联才能满足要求，在串并联过程中也会加大实验误差；3.示波器、信号发生器、交流毫伏表、直流电源等仪器的接口老化也会对实验产生影响；九、方案改进1.电阻在使用之前先用万用表测下实际阻值，选择与所标阻值最接近的电阻；2.选择较新的面包板，以防面包板老化对实验产生影响；3.在实验前先检查示波器、信号发生器、交流毫伏表、直流电源等仪器所测数值是否准确。十、参考文献1、张桂苓，刘公望电子线路实验 大连海事大学出版社 2006年8月2、傅丰林 低频电子线路 高等教育出版社 2006年12月3、房少军，那振宇 电路理论 大连海事大学 2012年7月十一、实验总结 通过此次实验，学会了multism 电路仿真软件的使用，为今后的专业学习带来了便利，此外对LM 324芯片以及集成芯片有了进一步的了解，进一步加深芯片电源不能反接的概念。此次实验题目为“有源带阻滤波器”，实际上用到了三个部分，即低通滤波器、高通滤波器、运算放大器，对这三个结构的概念进一步加深；进过了这次实验，之前使用频率不是太高的直