二阶低通滤波器设计报告样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。光电子线路设计报告二阶有源低通滤波器班 级: 学生姓名: 学 号: 指导教师: 9 月 20 日一、 实验目的和要求实验目的: 1、 学习RC有源滤波器的设计方法; 2、 由滤波器设计指标计算电路元件参数; 3、 设计二阶RC有源滤波器(低通)4、 掌握有源滤波器的测试方法; 5、 测量有源滤波器的幅频特性。实验要求: 1、 设计二阶有源低通滤波器电路, 计算电路元件参数, 2、 上限截止频率为1KHz3、 Av=2。二、 电路原理及设计方案1、 实验器件电阻: 47、 56、 75、 300、 330、 430、 470、 510( ) 1、 15、 3、 4.7、 5.1、 7.5、 10、 11、 15、 20、 33、 43、 47、 51、 68、 180、 300、 470 ( K) 电容: 0.001、 0.01、 0.1、 1、 0.0022、 0.022、 0.22、 0.015、 0.033、 0.33、 0.047、 0.47、 4.7、 10、 22、 33、 47、 100、 220 ( uF) 5100、 6800( pF) UA741集成运放2、 实验原理滤波器是一种能使有用信号经过, 滤除信号中的无用频率, 即抑制无用信号的电子装置。有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。低通滤波器是一个经过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移, 而在阻带内其幅值应为零。但实际滤波器不能达到理想要求。为了寻找最佳的近似理想特性, 本文主要着眼于幅频响应, 而不考虑相频响应。一般来说, 滤波器的幅频特性越好, 其相频特性越差, 反之亦然。滤波器的阶数越高, 幅频特性衰减的速率越快, 但RC网络节数越多, 元件参数计算越繁琐, 电路的调试越困难。任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。对于n为偶数的高阶滤波器, 能够由n/2节二阶滤波器级联而成; 而n为奇数的高阶滤波器能够由(n-1)/2节二阶滤波器和一节一阶滤波器级联而成, 因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。我选择的是VCVS低通滤波器。VCVS电路具有输出阻抗低, 原件差值范围小和放大能力比较高等优点。另外, 这种电路好比较容易调整, 比如其增益值可用电位器微调R3和R4而精确地得到。 这个电路以下列关系式实现二阶低通函数量值1, 即为VCVS运放的增益, 同时也是滤波器的增益。以上可推得: 选取, 因为截止频率为1KHz,因此为0.01F。要求K=2, 则取0.15F。根据上面的式子, 就能够得出, R1=22.5K, R2=7.5K, R3=R4=61K。3、 电路设计图四、 数据分析仿真分析: 截止频率fc=993HZ实验结果分析f/HzVpp/mVf/HzVpp/mVf/HzVpp/mVf/HzVpp/mV3040450500605201005161505162005162505164005164505085005005504926004847004607504408004248504049003849303729503649704529803841000344110030011502841200264130023613502201400204选用30HZ作为零频, 截至频率为955HZ。五、 实验总结利用公式法设计有源二阶低通滤波器, 要求解多元高阶方程组; 若采用查表法求解电路参数, 就简单得多。因此应尽量采用查表法求解电路参数, 以减少电路运算复杂程度。虽然可能误差很大, 可是能够带来很大的方便。初学设计时尽量能快速找到解决问题, 培养解决问题的能力, 积累设计经验。实验时与仿真时结果产生了较大的误差, 可能是由实验室里的元器件问题和各种人为因素造成, 毕竟实际操作能达到理想状态几乎是不可能的。经过此次的课设, 我学到了很多知识, 跨越了传统方式下的教与学的体制束缚, 在论文的写作过程中, 经过查资料和搜集有关的文献, 培养了自学能力和动手能力。而且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识, 这能够说是学习方法上的一个很大的突破。这次课程设计的能够顺利地完成, 感谢在课设期间每位帮助过我的同学, 特别是我们班的同学, 她们和我分享了很多以往的经验, 让我少走很多弯路。还要感谢所有传授我知识的老师, 是她们的悉心教导使我有了一定的专业课知识, 这也是课设能够得以完成的基础。再次感谢传授给我知识以及给我帮助和鼓励的老师, 同学和朋友, 谢谢。