有源带通滤波

1、电气工程学院 电测与计量 课程设计设计题目：有源带通滤波器 学号： 姓 名： 同 组 人： 指导教师 设计时间： 设计地点： 电气学院实验中心 电测与计量 课程设计成绩评定表姓 名 学 号课程设计题目： 有源带通滤波器 课程设计答辩或提问记录：成绩评定依据：课程设计预习报告及方案设计情况（30）：课程设计考勤情况（15）：课程设计调试情况（30）：课程设计总结报告与答辩情况（25）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日 电测与计量 课程设计任务书学生姓名：指导教师： 一、课程设计题目： 有源带通滤波器二、课程设计要求1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件

2、，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案；5. 撰写课程设计报告最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。三、进度安排1时间安排序 号内 容学时安排（天）1方案论证和系统设计12完成电路仿真，写预习报告13电路调试24写设计总结报告与答辩1合 计5设计调试地点：电气楼4102执行要求课程设计共5个选题，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详

3、细电路（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。摘要滤波器是一种具有频率选择功能的电路，它能使有用的频率信号通过。而同时抑制或衰减不需要传送频率范围内的信号。实际工程上常用它来作为信号处理，数据传送和抑制干扰等，目前在通讯，声纳，测控，仪器仪表等领域中有着广泛的应用。关键词：滤波器，频率，抑制 目录 第一章 系统方案设计第二章 仿真第三章 电路调试第四章 结论第五章 心得体会与建议15第一章 系统方案设计LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图一所示的符号来表示，它有

4、5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图二。 图一 图二带通滤波器是低通滤波器和高通滤波器的级联。根据频率范围10k-20k 赫兹的要求，可知相应的低通滤波器的导通频率应为0-20k赫兹，高通滤波器的导通频率为大于10k赫兹。低通高通设计电路图如下：元件参数的选择与计算：a) 查找资料可知，二阶巴特沃思滤波器的AVF1=1.586，因此由两级串联的带通滤

5、波电路的通带电压增益（AVF1）2=（1.586）22.515b) 考虑到由于元件参数值误差对传递函数的影响，预计实际截止频率可能存在较大的误差（预计在10%），为确保在10KHz和20KHz处的衰减不大于3dB，故以额定截止频率9KHz和22KHz进行设计。c) 由于运放电路中的电阻不宜选择过大或太小，一般为几千欧至几十千欧，因此选择低通级电路的电容值为C1=C4=1nF，高通级电路的电容值为C2=C3=1nF，由c=,可计算得出R2=5.23K,R6=R7=17.8 K.d) 考虑到已知AVF1=1.586，同时尽量使运放同向输入端和反相输入端对地的直流电阻基本相等，选择R5=R9=20K

6、,则R4=R8=(AVF1-1)R511.8K.e) 当电路通入信号时，信号通过R1和R3进行衰减，它的戴维宁电阻是R1和R3的并联值，这个电阻应相当于低通级电阻R2,即，由于整个滤波电路通带增益是电压分压器比值和滤波器部分增益的乘积，且应等于单位增益，故有，联解这两个方程，可得R1=17.6K，R3=11.62K。至此，整个电路图参数都已确定。第二章 仿真10KHz时，衰减为-1.197dB,小于3dB。20KHz时，衰减为-0.455dB,小于3dB。示波器图：通过观察示波器和波特图的显示，仿真符合要求。第三章 电路调试考虑到实际情况，电阻值不可能取到很精确，修改部分电阻值使符合实际后：P

7、CB板电路如图：第四章 结论f(KHz)U(v)3.071.694.022.765.054.066.085.226.996.327.997.488.998.3010.028.8014.009.3818.008.6620.097.9021.007.5222.077.2223.026.8224.066.4225.006.0827.005.5030.004.74实验所记录数据如上表所示，已知输入电压U=10.52V,由表可知：当f=10.02KHz时，衰减值为-1.11dB；当f=20.09KHz时，衰减值为-2.04dB。所以当输入信号的频率在10KHz-20KHz范围内时，当信号通过滤波器时，几乎没有衰减；当输入信号的频率小于10KHz 或者大于20KHz时，当信号通过滤波器时，有很大幅度的衰减，从而达到了带通滤波的要求。参考