二阶压控低通滤波器设计

1、班级:学号:工业大学“二阶压控低通滤波器设计.专业2015.06.13一、摘要低通滤波器是一种典型的选频电路。本文详细介绍二阶压控电压源低通滤波器的设计方法,给出了其通用电路图。在给定的频段，理论上它能让信号无衰减地通过电路，这一段称为通带，通带外的其他信号将受到很大的衰减，具有很大衰减的频段称为阻带，通带与阻带的交界频率称为截止频率。本设计用Multisim10对其进展仿真观察，得出实验结论.二、关键词滤波器、二阶低通、压控型三、引言随着电子信息的开展，滤波器作为信号处理所不可或缺的局部，也得到了迅速的开展，且应用极为广泛，在卫星云图、电视信号以及雷达接收机当中滤波器是不可缺少的一局部。本次

2、通过对滤波器根本理论的学习，简单阐述二阶压控低通滤波器的工作原理，并根据题中所给的量进展参数设计。四、正文4.1 .设计要求设计一个二阶压控型低通滤波器，要求通带增益为2,截止频率为2kHz,可以选择0.01F的电容器，阻值尽量接近实际计算值。电路设计完后，画出频率响应曲线，并采用Multisim软件进展仿真分析。4.2 方案提出在普通有源二阶滤波器中，具幅频特性曲线在下降时，实际变化与理想状态下的变化相差很大，这就造成了滤波器性能的下降。因此考虑引入适宜的反应，增大幅频特性在ffo处的衰减速率，同时使幅频特性又不过于抬升。如图示，当Q值不同时，幅频特性曲线也不同。图1二阶压控LPF的幅频特性

3、4.3 分析过程阶压控有源滤波器如图2所示。将图中电容G接到运放输出端，引入正反应。由于在通带电容可视为开路，因此G的改接不影响滤波器的放大倍数，即R2一ORG,根据“虚短、“虚断特性和叠加定理，有:UoAupU (s)U (s)Ui(s)1Un(s)-1 sCRRUN(s) Un(s) Uo(s)sCUn(s) U (s)0联立解得:1(3Aup)sCR(sCR)由上式,滤波器的频率响应可以写为：Aup1(f)2j(3Aup)ffofo式中f02 RC当ffo时，可以简化为Aj(3 Aup)根据条件有"小51.27f0=2KHz，解彳3RC=1.0106104s,其中C=0.01南

4、，故取R=10K。由于%1星=2,取RR210K。R至此，所有参数计算完毕。此处采用A741芯片，uA741M,uA741I,uA741C单运放是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。这些类型还具有广泛的共同模式，差模信号围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。具引脚图如图3所示，相关参数如图4所示图3A741引脚图UA741UA747NumberofChhannels(#112TotalSupply1+5V-X*/-5V10)77TnlalSupplyVolLiqe(Max)(+SV=SH*/SV=10)3646GBW(Typ>

5、;(MHz)11引世阳Ramllyp)(V/u?)0.565CMRR(Mln)(dBJ7070YcklOFfwtVoltage25口蚓值eV66IIB(Max)D1500M01500Mqperchannel(Mdx)rnA)2J82A幅tingMilItaiyMllkiryQpemtingiT&rnpwrahjWRflng?(C)Qto7。Qto7。Pin/Pafkage8印14PDTP3SO的。k年片图4A741相关参数4.4 仿真结果仿真电路图如图5所示，通过交流分析，其/&出幅频特性曲线如图6所示，波特图如图8所示。图5仿真电路图GfipherVkA0。三隹界吊巧：血口曲

6、VFc14*ODCSpErat.ngponL|IX|IXSm9|DCDChcq?|此Andv7tM*igICircuit?ACAnalysisTHFtfqwefbrv(Hz)Se-e«dTracciVl'Z金丹】¥三_.-IfCCuClKViliz.iACAnalysu事工X-s.aoDO上尹1.15734Xi,wn<drT42-V-l,aas7mlnxl-adDO13UU.ID.Odd.Miwx要75D.651mnawvofEaetK&.OdDOq££ji-EM*gg图6仿真幅频特性、相频特性图图7波特图分析电路图8仿真波特图4.5 结果分析由仿真结果可容易看出，当f 2KHz时，Aup、/频率较小时Aup2。即通带增益为2,截至频率为2KHz,与题目中给出的条件比照知，所设计的电路满足要求,通过仿真验证了设计结果的正确性。设计完成。五、完毕语心得体会通过本次设计，加深了对集成运算放大器线性应用的了解，学会了一些模拟电子设计的根本方法，通过对电路的仿真，加深了对Multisim的熟悉，学会了交流分析与波特图分析方法，为以后的学习打下了良好的根底。同时，通过查阅相关文献，了解了一些低通滤波器的电路，拓宽了视野。六、参考文献1 王淑娟，蔡惟铮，齐明.模拟电子技术根底M.：高等教育，2009.2 海燕.Multisi