带通滤波器的设计和仿真

1、精选优质文档-倾情为你奉上 带通滤波器的设计和仿真 学院 信息学院 姓名 吴建亮 学号 4 班级 电信1202 时间 2014年10月 1. 设计要求 设计带通为300Hz10KHz的带通滤波器并仿真。2. 原理与方案2.1工作原理：带通滤波器的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制，本实验通过一个4阶低通滤波器和一个4阶高通滤波器的级联实现带通滤波器。2.2总体方案 易知低通滤波电路的截止角频率H大于高通滤波电路的截止角频率n，两者覆盖的通带就提供了一个带通响应。先设计4阶的低通滤波器，截止频率，选取第一级高通滤波器的,第二级的高

2、通滤波器的。主要参数：电容则基准电阻， ，取标称值2400pF，,取标称值14.7k，取标称值14.7k，取标称值7.32k，,取标称值6.04k，,取标称值0.013F,取标称值3.01， 同理，设计一个4阶高通滤波器，通带增益，截止频率，选取第一级高通滤波器的,第二级的高通滤波器的。 主要参数如下： 电容， ，取标称值10k， ，取标称值27k， ，取标称值3.9k， ，取标称值62k。3 电路设计图3-1 高通滤波器图3-2 低通滤波器 如上图3-1与图3-2所示为滤波器的电路，函数信号发生器生成信号经过级联在一起的4阶低通、高通滤波器后完成滤波。4仿真、分析 图4-1,图4-2,图4-

3、3为频率分别为300Hz、1kHz与10kHz时的示波器波形显示，其输入的正弦信号的幅值均为2V，滤波器的仿真结果符合预期结果。图4-1 时滤波器仿真结果图 4-2 f=1000Hz滤波器仿真结果图4-3 f=10kHz滤波器仿真结果图4-4 下限截止频率图4-5 上限截止频率图4-6 通带频率 电路的波特图如图4-4，图4-5，图4-6所示。 从表4-1和图4-4所仿真结果看，滤波器通带范围理论值在，且在通带范围内增益较为稳定,在1左右。 f/Hz50100200250280300310330360/V0.0010.0230.3730.9071.2671.3751.5321.6301.877

4、f/Hz4005001000200030004000500060007000/V2.0452.0872.1722.0391.9851.9771.9801.9621.914f/kHz88.28.599.39.7101112/V1.8281.8201.7951.6501.6091.5121.4351.1810.868表4-1 有源滤波器仿真测试结果 从表4-1和图4-4所仿真结果看，滤波器通带范围理论值在，且在通带范围内增益较为稳定,在1左右。 5总结 用LC网络组成的无源带通滤波器在低频范围内有体积重量大，价格昂贵和衰减大等缺点，而用集成运放和RC网络组成的有源带通滤波器则比较适用于低频，此外，它还具有一定的增益，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。利用有源带通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，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，故有源带通滤波器还兼有放大