有源带组滤波器实验报告

1、 有源带组滤波器实验报告 电信二班 王君鹏 内容摘要 本有源带阻滤波器主要通过电阻电容组成的外围网络和LM324芯片来实现功能。通过电容电阻的谐振作用实现帯阻作用，通过324芯片实现放大信号的作用。通过调节电容电阻值改变增益中心频率和带宽。在仿真中实现较好，在实际中由于电路器件的误差和接触不良影响，有较大误差，但还是符合实验要求的。通过本次课设，加深了对以前所学知识的了解，引起了继续学习的兴趣。一设计任务利用给定的元件（运放LM324）设计一个有源带阻滤波器电路。二设计指标： 1.有源电压：-12V-12V； 2.中心频率：2KHz;3.频带宽度：1.6K-2.4KHz； 4.输入信号频率：0

2、100KHz;5.输入信号电压:Vi小于100mV。三实验仪器： 信号发生器，示波器，面包扳，交流毫伏表。四设计方案及工作原理：在查找了很多资料以后，我设计了这个有源带阻滤波器。它由外围电路和放大电路组成。外围电路由电阻电容构成。（具体见五电路原理图）外围电路由电阻电容组成，由电阻电容的谐振实现带阻作用。通过LM324芯片中的放大器实现增益作用。通过选择恰当的值的电阻电容，调整增益中心频率和带宽，便可以实现实验的要求（具体见五电路原理图）。五 电路原理图：通过外围电阻电容谐振实现帯阻作用，通过324实现增益作用。六参数计算及元件选择：（1）相关的公式：中心频率fo=1/2RC; 带宽 f2-f

3、1=2（2-Kf）；增益 Kf=1+RF/Rf;Q点 Q=1/2(2-Kf)；R1=R2=2R3=R；C1=C2=C3/2；R5=RF；R4=Rf;（2）由题目中所给的带宽为0.8kHz，代入公式可求出Kf=0.8，即确定了RF=0.8Rf，可选择稍大一些的电阻值，使电路更稳定。这里用了RF阻值为8K。（3）由中心频率为2kHz，代入公式可得R与C的关系， 为了使电路运行更稳定，所以选择了较小的电容。这里取C=1pF.带入C可得R的值约为39K，考虑到实际连接电路的问题，减少元件的个数，取R1=R2=75K。 由此基本得到元件的参数，并结合实际选择出元件：1pF电容两个，2.2pF电容一个，7

4、5K电阻两个，39K电阻一个，10K电阻一个，8K电阻一个，另有324芯片一块，导线若干。七具体设计步骤：首先，查找了很多资料，包括相关的低通高通带通的滤波电路公式及说明。然后，使用multsim实现了仿真，并查看了改变相应的R和C的值，所引起的中心频率和带宽的变化。第三步，用面包板插接出电路。在连接电路中，开始使用了很多导线，由于接触的问题，使得测量出现了很大的问题。之后我把可以去掉的导线用元件的管脚代替，调出了波形，完成了课程设计的要求。 最后，完成相关的测试。八计算机仿真结果：1. 仿真的电路见电路原理图。2.通过上面仿真可得到直接数据如下： 频率（KHz）1.21.41.61.71.8

5、1.92.02.12.22.32.42.52.63.03.5幅度(db)4.023.301.60-0.23-3.61-4.48-14.43-9.76-7.41-1.60-0.371.402.253.844.12仿真数据分析：中心频率为2.0KHz,3db衰减点约为1.6 KHz， 2.4 KHz；所以阻频带在1.6 KHz2.4 KHz之间，满足实验的要求，但中心频率处信号有较大的衰减。3.仿真图形分析：（见下图）在频谱途中呈现的式一个阻带图形，从输出波形看出信号是不是真传输的。所以可以使用以上的仿真图进行实际电路的实现。九 实验项目和测试方法 1） 按图连接电路，注意正负电源的连接，以免接反

6、烧坏器件。2） 将信号发生器和示波器分别接到电路的输入与输出。3） 调整输入电压为50mV左右，改变输入信号频率（15kHz之间可任选）。4） 观察示波器，看输出信号的中心频率和带宽是否满足要求。如不满足，则应该修改电路，直到满足为止。十 测试结果按照电路图连接好电路，测的参数如下：输入电压幅值：25mv，有效值：17.68mv 数据分析：信号频率（Hz）50060070080090010001100120013001400幅度值（mv）26.926.926.926.626.225.925.524.623.521.8信号频率（Hz）1500160017001750180018501900195

7、020002100幅度值（mv）19.215.510.57.653.84.96.89.614信号频率（Hz）2200230024002500260027002800290030003100幅度值（mv）1718.220.62223.423.924.925.125.125.2中心频率处输出信号衰减最大：=1.85KHz1.6K处和2.4K处增益衰减约为3dB，即为带宽。所得数据满足课程设计的精度要求；十一 误差分析1. 由于课设过程中是用面包板插上元件组成的电路，各个管脚之间连接不够稳定，所以导致波形有一点颤动。2. 在实际的电路所得的波形有一些相位失真，这可能是由于元件之间接触不好，芯片功能不够稳定造成的。另外在仿真中也有一些相位失真，说明这个有源带阻滤波器的方案还有需要改进的地方，外围电路中的电阻电容值还不够好。但限于时间和能力，只能做成这个样子。并且我也从中收获了不少的东西。十二 课设总结1. 理