有源滤波器课程设计

1、上海工程技术大学课程设计报告 题目（5号）课程设计报告课程设计名称： 电子技术课程设计 专 业 班 级 ： 自动化0212102 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 021210234 指 导 教 师 ： 课程设计时间： 2012/11/05 -2012 /11/17 有源滤波器一、 设计目的(1) 通过理论知识和电路设计，巩固和运用模拟电子技术基础中学到的理论知识和实验技能，提高设计和动手能力。(2) 设计有源高通，低通，带通，带阻滤波电路，学会使用Multisim等软件做仿真实验，修改，完善，验证和实现电路的设计方案。(3) 通过对有源滤波器的设计仿真，了解有源滤波器的结构及其特性。二、 设计

2、指标要求设计原理图，分析有源滤波器的构成及其特性，分别设计低通、高通、带通、带阻等滤波电路并仿真，参数计算，频率特性仿真。三、 电路图设计原理1.低通滤波电路2.高通滤波电路3.带通滤波电路4.带阻滤波电路四、 电路参数设计1低通滤波电路当设截止频率为将s=jw带入式子，且令得可得出低通滤波电路的通带截止频率为36.82Hz2高通滤波电路可得高通滤波电路的截止频率为15.9Hz3带通滤波电路=2.5当，时，电路的传递函数令中心频率，电压放大倍数当=79.6Hz时，得出通带放大倍数 Q=2解方程，取正跟得到下限截止频率和上限截止频率=62Hz =108Hz 因此通频带=40Hz4带阻滤波电路通带

3、放大倍数=1.5领中心频率,则电压放大倍数=123Hz =322Hz阻带宽度BW=199Hz五、 电路仿真及其特性分析1低通滤波电路仿真结果：上限截止频率f=37.4691Hz设计中，用交流毫伏表测出输出电压值Uo如下表所示：f (Hz)5101520253035Uo(V)22.4221.8621.0119.9618.8117.6416.49f (Hz)40455060708090Uo(V)15.3914.3813.4411.7910.429.288.32由上表观察可知，电路的上限截止频率f=40Hz理论计算得上限频率为f=36.82Hz设计测试值、仿真测量值与理论计算值对比如下表所示：设计测

4、量值仿真测量值理论计算值4037.469136.82误差计算：设计误差 仿真误差2高通滤波电路仿真结果：下限截止频率f=15.5199Hz设计中，用交流毫伏表测出输出电压值Uo如下表所示：f (Hz)2468101214Uo(V)0.3571.4343.1925.5688.36411.27713.979f (Hz)1618203050100200Uo(V)16.24417.99719.28721.88922.55222.62422.623由上表观察可知，电路的上限截止频率f=16Hz理论计算可得上限截止频率f=15.9Hz设计测试值、仿真测量值与理论计算值对比如下表所示：设计测量值仿真测量值理

5、论计算值1615.519915.9误差计算： 设计误差 仿真误差3带通滤波电路仿真结果：上限截止频率=61.1926Hz下限截止频率=102.8309Hz通带宽度BW=41.6383Hz中心频率78.5664Hz设计中，用交流毫伏表测出输出电压值Uo如下表所示：f (Hz)1020304050607080Uo(V)2.2524.6997.58511.26616.28323.25531.43135.337F (Hz)90100110120130140160180Uo(V)31.69525.98821.36618.00215.53913.68211.0899.364f (Hz)2002503003

6、50400450500600Uo(V)8.136.1644.9924.2073.6413.2122.8762.38由上表观察可知：上限截止频率=60Hz下限截止频率=100Hz通带宽度BW=40Hz中心频率80Hz理论计算可得：=62Hz =108Hz BW=40Hz 79.6Hz设计测试值、仿真测量值与理论计算值对比如下表所示：设计测量值仿真测量值理论计算值8078.566479.6（Hz）6061.192662（Hz）100102.83091084041.638340误差计算：设计误差仿真误差0.5%1.3%（Hz）3.3%1.3%（Hz）8%5%03.9%4带阻滤波电路仿真结果：上限截止

7、频率=124.3055Hz下限截止频率=323.5911Hz阻带宽度BW=199.2856Hz中心频率194.7708Hz设计中，用交流毫伏表测出输出电压值Uo如下表所示：f (Hz)10203060100120125135Uo(V)10.5910.54910.4810.0648.7987.6947.3566.599F (Hz)150170190200220240260280Uo(V)5.2673.1930. 9710.1132.0953.7455.0516.063f (Hz)300320340380420480530600Uo(V)6.8437.4487.9228.69.0499.4829.

8、7179.936由上表观察可知：上限截止频率=125Hz下限截止频率=320Hz阻带宽度BW=195Hz中心频率200Hz理论计算可得：=123Hz =322Hz BW=199Hz 199.04Hz设计测试值、仿真测量值与理论计算值对比如下表所示：设计测量值仿真测量值理论计算值200194.7708199.04（Hz）125124.3055123（Hz）320323.5911322195199.2856199误差计算：设计误差仿真误差0.48%2.2%（Hz）1.6%1.1%（Hz）0.625%0.49%2.10.14%误差分析：1、仪器自身误差2、读数误差3、操作误差4、信号源干扰六、 设计总结在这次一阶有源高通滤波器的设计中，我的确感慨颇多，从理论到实际。不仅学到了很多书本上没有的东西，例如multisim软件,认识到了这些软件在电路设计与仿真方面的强大功能而且巩固了以前学过的知识。虽然书本上的原理图很简单，但是要独自把它画出电路图并仿真出结果是非常困难的，特别是各种元件参数的选定。为了做好这个课程设计，我花了很多时间在软件的学习上，电路的分析与设计中，到最后的电路仿真测试