二阶高通滤波器的设计

前言的学问用于实际生活之中，使理论与实践能够联系起来。用信号与噪声的不同特性,消退或减弱噪声,提取有用信号的过程称为滤波,实现滤波功能的系统称为滤波器。我国现在有滤波器的种类和所掩盖的频率虽然根本上满足现有的各种电信1第一章设计任务二阶低通滤波器题目要求f=2kHzAv=2要求用压控电压源型、无限增益多路反响型两种方法2系统组成图2.1二阶低通滤波根底电路RC的频段，反响的极性不一样，当信号频率f＞＞f0

时〔f0

为截止频率，电路的RC电路的相移趋于RC电路的移相到是输入阻抗高，输出阻抗低。31图2.1二阶压控电压源低通滤波电路Aup3。可以考虑将输入信号加到2.2波电路的性能，也能提高在f=f四周的频率特性幅度。由于所示电路中的运放0低通滤波电路。42.22.2滤波器分为无源滤波器与有源滤波器两种：LCR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，由于通信、测量及掌握技术中的小信号处理。从功能来上有源滤波器分为：低通滤波器〔LPF、高通滤波器〔HPF带通滤波器〔BPF、带阻滤波器〔BEF全通滤波器〔APF。其中前四种滤波器间互有联系，LPFHPFLPFHPFLPFHPFBPF，而LPF与HPF并联，就构成BEF。在有用电子电路中，还可能同时承受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A、通带截止频VP5fQP理。6电路设计3.13.1二阶压控电压源低通滤波电路无限增益多路反响低通滤波器设计电路图如图3.2所示：7图3.2二阶多路无限负反响低通滤波器图3.2二阶多路无限负反响低通滤波器参数计算f0

Av

=2。由于增益Av

=2，即R电路放大倍数为2，则同相比例放大电路的放大倍数为A Ao uf

A 1 fv R3则 R R 不妨设R R 10kf 3 f 3CCRR1 2 1 2Q(RCCRR1 2 1 2

RC

CCCCRR1 2 1 2

R)C

RC1 2 2 1 1

1 2 2 1 1设定CC1

C，代入到上面的公式中可以得到R1R1R22Q 代入Q 可计算得出 R22

2R1

2R又由fo

f op

2023Hz,解得C5.62710-511 12 C1 12 CCRR1 2 1 22 1再结合实际电子原器件可以设定所选用的原器件参数如下：8C 0.01uF C1

0.01uFR 5.627k〔电位器〕1R 11.254 k〔电位器〕2R Rf 3

10kf0

=2kHzAv

=2，由上面电路分析可知Au

3.1二阶压控电压源的幅频特性曲线 f3.1二阶压控电压源的幅频特性曲线RRR同相比例放大电路的放大倍数为Av1 2C1 2CRR1 1 22R3R C1 2 2

|A |R 1

2 则Rf

12R1又Q〔R1

//R2

//R〕f

1 CRR2 2 fQ9RR1

R，代入到上面的公式中可以得到2C2C125C22Q 代入Q 可计算得出24C C42 25

0.16C1

0.16C1 12 CC1 12 CCRR1 2 2 f

2023HzR1.40710-412525oR R3

op//R2

//Rf

5

8RC C由实际电子元器件标称值可以设定各元器件参数，如表3-1所示：1C(nF)2R()R()3004714692469Rf()9383187.6R()元件参数选取试验所选电路为无限增益多路反响低通滤波器，依据试验室状况，选用：集成运算放大器LM324147nF1300nF1470Ω定值电阻11KΩ周密电位器22KΩ周密电位器1103.4仿真结果频率〔HZ) 3005003.1.仿真数据1K2K3K5K增益 2.00552.02241.88041.41800.75630.32073.1二阶压控电压源低通滤波仿真电路试验前依据电路设计理论，在仿真软件上进展仿真试验。仿真电路图如图3-211图3.2 增益多路反响低通滤波仿真电路表3-2仿真数据频率〔Hz〕3005001k2k3k5k增益2.00382.00181.78991.46900.78950.352712电路调试21%，对调试电路造成很大影响。先对电路进展布局，认真检查后LM324的元件比较少，焊接比较简洁，电路连接没有问题。连接示波器进展波形检测，电位器，转变增益。调试中，觉察多组数据不能同时到达仿真结果，于是又将的数据。但结果中仍有很多不尽人意的地方，如截止频率的误差偏大。测试结果及分析4-1测试结果及误差频率〔HZ)3005001K2K3K5K仿真增益2.00552.02241.88041.41800.75630.3207实际增益1.96292.0001.78571.46430.70340.3328误差2.12%1.10%5.03%3.27%6.90%3.77%4-2测试结果及误差频率〔Hz〕3005001k2k3k5k仿真增益2.00382.00181.78991.46900.78950.3527实际增益2.09001.93001.83331.41660.71330.3200误差4.31%-2.82%2.43%-3.56%9.65%9.27%试验结果及误差如表4-1所示。结果比较抱负，通过分析截止频率大约在131700Hz左右，实际上，只要频率超过1400Hz波形就会消灭肯定的波形失真。误差分析470Ω530Ω20%47nF37nF。课设所用的运放LM324外界环境对电路存在影响。14第五章结论网络的正常工作。15参考文献.电路[M].北京.2023程民利.低频电子线路[M].西安.西安电子科技大学出版社,2023华成英.模拟电子技术根本教程[M].北京.清华大学出版社,2023[4].王冠华．MULTISIM10电路设计及应用[M].北京．国防工业出版社,2023[5].