有源低通滤波电路设计

课程设计说明书题目有源低通滤波器电路设计系（部）电子与通信工程系专业（班级）电气工程及其自动化姓名学号指导教师起止日期模拟电路课程设计任务书设计题目有源低通滤波器电路设计技术参数和设计要求技术参数设计一个能阻挡高频信号，输出低频信号的有源低通滤波电路；设计要求（1）根据技术参数设计电原理图；（2）计算并选择电路元件及参数（含电源变压器）；（3）仿真调试电路；举例说明所设计的有源低通滤波器的广泛应用，简要说明电路的工作原理。（4）撰写设计说明书。设计工作量设计时间一周，2009年下学期第17周进行。工作计划星期一：布置设计任务，查阅资料；星期二〜星期三：设计方案论证，进行电路设计，计算并选择电路元件及参数;星期四：仿真调试电路星期五：撰写设计报告书，进行个别答辩。参考资料彭介华，《电子技术课程设计指导》，北京：高等教育出版社，1997；高吉祥，《电子技术基础实验与课程设计》，北京：电子工业出版社，2005；童诗白，《模拟电子技术基础》，北京：高等教育出版社，1988；康华光，《电子技术基础——模拟部分》，北京：高等教育出版社，1988本课程教材指导教师张丹刘亮系部审批

长沙学院课程设计鉴定表姓名丁时云学号2008042214专业电气班级2班设计题目有源低通滤波器电路的设计指导教师张丹，刘亮指导教师意见：评定等级：教师签名：日期：答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期：系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；课程设计目录TOC\o"1-5"\h\z一引言5\o"CurrentDocument"二摘要5\o"CurrentDocument"三设计的目的及任务5\o"CurrentDocument"四设计及原理5\o"CurrentDocument"五电路仿真6\o"CurrentDocument"六实验总结7\o"CurrentDocument"七仪器元件7\o"CurrentDocument"八参考文献7在实际的电子系统中，输入信号往往是含有多种频率成分的复杂信号，可能还会混入各种噪声、干扰及其他无用频率的性号，因此需要设法将有用频率信号挑选出来，将无用信号频率抑制掉。完成此任务需要具有选频功能的电路。将信号的频率具有选择性的电路称为滤波器，他能是特定频率范围内的信号顺利通过，而阻止其他频率信号通过。按照滤波器的工作频率，滤波器可分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)等。如果滤波器含有有源元件(晶体管、集成运算放大器等)，侧称为有源滤波。本实验就是利用低通滤波器的原理，设计电路，使其实现对输入信号的筛选和截止，将无用的信号抑制掉。二摘要滤波电路是一种能使有用信号通过而抑制无用频率信号的电子装置。工程上常用它来做处理信号、数据传送和抑制干扰等。而有源低通滤波器是允许低频信号通过而抑制高频信号的元件。它运用面积非常的广泛，常被用作信号处理器。本文以有源低通滤波器设计为例介绍了一种电路优化设计的方法通过优化设计能使某些性能要求比较适当、调试比较简单的电路，使其降低元器件精度要求、简化调试、提高性能。关键词：、放大器、二阶低通滤波三设计的目的及任务课程设计的目的熟悉用multisim和protel画有关有源滤波器电路的原理图。能够用所学知识进行仿真分析。学习有源滤波器的设计方法。学习有源滤波器的调试方法及幅频特性的测量方法；熟悉用运放构成有源低通滤波器。课程设计的任务要求选择运算放大电路。选择和计算全部电阻电容参数；用Multisim仿真画出幅频响应的波特图。四设计及原理电路设计方案步骤：实验设计思路：采用计算法设计有源低通二阶滤波器，其电路从集成运放输出到同相输入间引入一个负反馈，该反馈使改滤波器只允许低频端的信号通过，实现低通滤波。用查表法设计，已知电路响应特性、形式、类型及阶数、滤波器性能参数，再根据截止频率，选定电容标称值，查表求出相应电容值及电阻值，通过计算得到设计值以确定电路参数。实验步骤：选择运放：为了减少负载对滤波电路的负载效益，同时便于调整，我选用具有JFET作输入级的低调，高输入阻抗运放的LF412CH。

C3Hb

330nF1fT-WW7---1R2%

-Wl^|dC3Hb

330nF1fT-WW7---1R2%

-Wl^|d±330nF1-^12VVDD10.64K1电路原理图如(1-1),要求截止频率为100HZ,为了波特图能够更好的平稳，我选择Q值为0.707,选择电容器的容量，计算我选择C1=C3=330nF,则根据根式得R1=R2=1/(2f()=4.7K。经同相放大电路输入后计算得通带增益为A=1+R6/R3=1.152五电路仿真TH330nFC2330hF:"R1"-VA-：4.7kO::：R2：-VvW4.7kOVDDXFG1_TLT；＞「LF412C卜TH330nFC2330hF:"R1"-VA-：4.7kO::：R2：-VvW4.7kOVDDXFG1_TLT；＞「LF412C卜•：|*VEE：:-1W::::1O.64k0::::::::::::::::J>R3：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：>70kO：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：""""""""""""""""I初""""""""""""用Multism仿真，可得到的幅频响应波特图如图所示:由图可见经仿真分析可得在衰减为一3dB时得出的上限截止频率为103.313Hz,相对误差为2.45%,误差分析：运放选的不是很理想，不适合电路。波特仪不是很精确。改进方法：选择合适的运放，选择精确的波特仪。4、调试中遇到的问题及解决方法调试中特性测量中选择“Magnitude”[Horizontal和Vertical坐标类型都选择“Log”。如果幅频曲线的水平线没出现，可能是Vertical坐标范围中的终点F没调到合适位置，也可能是参数没选择好，可适当调整。六实验总结在为期一周的实验中我受益匪浅，通过查找资料设计阻挡高通信号的有源低通滤波电路，加强了对二阶低通滤波电路的认识和理解，对元件的选择原则和计算有了基本的了解，锻炼了动手能力，提高了分析能力，为以后的毕业设计打下了初步基础，。此外，我还熟悉了Multisim和protel软件的应用。用Multisim进行仿真分析，进一步加深了在设计有源滤波器的过程中要应对和解决的问题，学习并了解了有源滤波器的调试方法及幅频特性的测量。通过这次课程设计，在查找资料的过程中我涉猎到很多课外知识，明白自己所学的仅仅是一些皮毛，还有很多东西需要去专研和细究。七仪器元件变压器，电阻，电容，直流稳压电源，交流电源，运算放大器，波特仪。八参考文献《电子技术基础模拟部分》主编：康华光，高等教育出版社。六实验总结在为期一周的实验中我受益匪浅，通过查找资料设计阻挡高通信号的有源低通滤波电路，加强了对二阶低通滤波电路的认识和理解，对元件的选择原则和计算有了基本的了解，锻炼了动手能力，提高了分析能力，为以后的毕业设计打下了初步基础，。此外，我还熟悉了Multisim和protel软件的应用。用Multisim进行仿真分析，进一步加深了在设计有源滤波器的过程中要应对和解决的问题，学习并了解了有源滤波器的调试方法及幅频特性的测量。通过这次课程设计，在查找资料的过程中我涉猎到很多课外知识，明白自己所学的仅仅是一些皮毛，还有很多东西需要