双T网络有源二阶带阻滤波器设计

1、某某大学小论文报告课程名称： 现代电路 课程编号： 论文题目 :双 T网络有源带阻滤波器设计研究生 :学 号:研究生 :学 号:论文评语 :成 绩 :任课教师 :评阅日期 :双 T 网络有源带阻滤波器设计摘要 滤波器主要用于消除干扰信号， 将输入信号经过过滤而得到特定 频率的频点或者去除该频点以外的频率。 有源滤波器由运放、 电阻和 电容组成。 带阻滤波器是为了限制某一频率的信号通过， 又称为陷波 器。关键字 ：有源滤波器，带阻滤波器，运算放大器，限制频率AbstractFilter is used to work off interfering signal, the signal inpu

2、t is filtered to get a certain frequency signal, or work off a certain frequency. Active filter comprises operational amplifier, resistance and capacitance. Band stop filter is used to stop a certain frequency signal, and it is also called trap filter.Key words : active filter, band stop filter, ope

3、rational amplifier, stop a certain frequency1. 引言 滤波器的主要作用是通过选频网络得到某一特定频率的信号或 者消除某一特定频率的信号， 得到所需要的没有干扰的、 符合信道要 求的信号。 模拟滤波器可以分为有源和无源滤波器。 无源滤波器由电 阻和电容组成， 而有源滤波器由有源器件 （一般是运放或者晶体管） 、 电阻和电容组成。 滤波器分为低通、 高通、全通、带阻四种基本类型。本文设计的是带阻滤波器， 又称为陷波器， 用来滤除某一不需要的频率，常见的组成方案有两种：（1）低通和高通滤波器并联组成带阻滤 波器，（2）带通和相加器组成带阻滤波器。文中选择

4、的是方案（ 1），即低通和高通滤波器并联组成带阻滤波器2. 理论分析2.1 电路组成二阶有源带阻滤波器由二阶低通滤波器、 二阶高通滤波器和运算 放大器组成。图 2.1 二阶有源带阻滤波器组成框图输出图 2.2 二阶无源低通滤波电路图 2.3 二阶无源高通滤波电路由上述两部分低通和高通滤波电路， 加上运算放大器即可构成所 需的二阶有源带阻滤波电路。其中，输入端连接到运放的正端，电阻 作为反馈网络串联在输入回路中， 且反馈电压正比于输入电压， 引入 串联电压负反馈， 构成同相比例运算放大器。 低通和高通滤波电路连接成 T 型，所以被称为双 T 网络有源带阻滤波电路图 2.4 双 T 网络二阶有源带

5、阻滤波器简图2.1 参数分析电路的简略图如下：1)其中，要求： C3 2C1 2C2 2C,R1 R2 2R3 RR5R42)通 带电压增益： Au 112 RC中心频率：f03)阻带宽度：4)品质因数：3. 电路设计根据如下要求：1)通带电压增益2)中心频率：3)阻带宽度： B计算：取 CB f0122AuR5： Au15 1 ，R4101kHz2 RC22Auf 0 2kHz100nF得到 R22Au01.6KR5R4电路图如下：4. 结果分析4.1 波特图分析图 4.1 输入 1000Hz 信号波特图图 4.2 输入 1000Hz信号-3dB 波特图 1图 4.3 输入 1000Hz 信

6、号 -3dB 波特图 2从波特图可以看出，对 1000Hz 信号有明显的衰减作用，中心频 率在 1.018kHz 。-3dB 处的频率可以得到阻带围： 422.663Hz 2.281kHz，即可得到阻带宽度为 1858Hz。跟实际需求相比，中心频 率基本满足要求，阻带宽度略小于要求的 2kHz。相位图如下：图 4.4 双 T 网络二阶有源带阻滤波器输入 1kHz 信号的相位图4.2 电压值分析通过示波器观察输入和输出端的电压值，结果如下图所示：图 4.5 示波器测量输入端电压值示意图图 4.6 示波器测量输出端电压值示意图观察可知，输入信号峰峰值为 20V，但是输出信号的峰峰值只有 138mV。由此可见，滤波器对于 1000Hz的信号有明显的衰减作用。输入其它频率的信号，可以观察到：在通带围，信号基本上没有 衰减；在阻带围，不同频率的信号有不同程度的衰减。4.3 分析电阻值变化对电路的影响(1)R4 增大，R5 不变。那么， Au 减小，对 1KHz的信号衰减变大， 阻带变宽。(2)R4 不变，R5 增大。那么， Au 增大，对 1KHz的信号衰减变小， 阻带变窄。5. 实际应用带阻滤波器用于滤除某一不需要的频率， 例如，在微弱信号放大 器中滤除 50Hz