版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
佛山科学技术学院《模拟电子技术》课程设计指导书于昕梅编写2014级电子信息工程专业2015年12月一、设计名称:模拟电子技术课程设计二、题目:二阶有源模拟低通滤波器设计三、目的1、加深对模拟电子技术理论知识的理解和掌握;2、掌握模拟电路的一般设计方法,具备初步的独立设计能力;3、初步掌握模拟电路安装、布线、和调试等基本技能;4、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力;5、进一步掌握电子仪器的正确使用方法。四、主要内容要求设计并组装一组二阶有源低通滤波器,技术指标要求如下:1、通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=100Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程;2、通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=150Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程;3、通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=200Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程。五、仪器、设备和材料1、直流稳压电源、数字万用表、示波器等仪器设备;2、万能板、焊锡、导线以及工具一套;3、根据元器件清单,每组提供元器件一份。六、步骤1、确定设计方案,画出电路图;2、根据设计题目要求的指标,通过查阅有关资料确定器件(如运放等)的型号和类型;3、根据技术指标计算并确定各元件的参数值,如电阻、电容值(选合适的标称值);4、对电路工艺进行设计(例如元件在板上布局等);5、对电路进行调试和优化,记录并分析相关数据;6、撰写课程设计说明书。七、注意事项1、先在纸上画好电路图,确定元器件在万能板上的布局,尽量避免线路交叉;2、元器件安装时,高度要适中,符合电气标准;3、焊接完毕后,要用万用表测量元器件引脚和板之间是否接触良好,是否为虚焊;4、电路组装完成后,应对照所设计的电路图用万用表检查整个电路是否连接好,电路是否连接正确;5、结合所学的理论知识解决设计中出现的问题,通过课程设计真正做到理论和实际知识的融会贯通。八、撰写课程设计说明书要求撰写说明书是课程设计的一个重要内容,每位学生必须按要求认真撰写课程设计说明书,未完成课程设计说明书的学生不得参加课程设计的考核和成绩评定。课程设计说明书按照封面、任务书、目录、正文的次序装订成册,说明书的封面由学院统一印制,任务书由指导教师填写发给学生,目录和正文由学生完成。课程设计说明书的正文一般包括设计任务分析、设计方案的确定、具体设计过程的描述、结论以及心得体会等几方面,或按照指导教师提供的提纲进行写作。学生应独立完成各自设计说明书的写作,即使同组学生在设计过程中经过讨论得到的共同设计结果也应独立表述。在学生完成课程设计说明书后,指导教师应对每个学生的说明书进行认真细致的审阅,对说明书内容的正确性、真实性、是否雷同以及说明书的格式、结构条理等进行重点的审查,对不符合要求的应要求学生进行修改。在学生最终通过审阅的说明书上,必须有责任指导教师的签批。具体格式参照附录。附录一课程设计说明书封面课程设计说明书设计名称:模拟电子技术课程设计题目:二阶有源模拟低通滤波器设计学生姓名:专业:电子与信息工程班级:2014级班学号:指导教师:于昕梅日期:2015年月日附录二课程设计说明书目录模板佛山科学技术学院课程设计用纸佛山科学技术学院课程设计用纸目录一.设计任务分析…………1二.步进电机步距角误差测量系统总体方案的设计……12.1系统的驱动控制方案设计……1附录三课程设计说明书正文书写模板佛山科学技术学院课程设计用纸佛山科学技术学院课程设计用纸一.设计任务分析本课题主要的目的是为了检测步进电机步距角误差,并把误差进行分析计算,最终得到一份误差数据,用误差曲线的方式在坐标上面把误差和步数结果表现出来,方便日后对误差的分析、误差的减少讨论出相应的方案。二、步进电机步距角误差测量系统总体方案的设计2.1系统的驱动控制方案设计附录四《二阶有源模拟低通滤波器的设计》参考设计方案有源滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或急剧衰减无用频率信号的电子装置。工程上常用它来做信号处理、数据传送和抑制干扰等。由集成运放和R、C组成的有源滤波电路的开环电压增益和输入阻抗都很高,输出阻抗又低,还具有一定的电压放大和缓冲作用。但因受运算放大器频带限制,这类滤波器主要用于1MHZ以下的低频范围。已知巴特沃斯有源模拟低通滤波器的幅频响应为:,n=1,2,3,...(1)归一化得到(2)式:(2)其中A0=AVF为通带内的电压放大倍数,c为截止角频率,n称为滤波器的阶。从(2)式中可知,当=0时,(2)式有最大值1;当=c时,(2)式等于,即Av衰减3dB;n取值越大,随着的增加,滤波器的输出电压衰减越快,滤波器的幅频特性越接近于理想特性。如图1所示:图1低通滤波器的幅频特性曲线当>>C时,化简得到(3)式:(3)两边取对数,得:(4)此时阻带衰减速率为:20ndB/十倍频或6ndB/倍频,该式称为衰减估算式。表1列出了归一化的、n为1~8阶的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式。在表1的归一化巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式中,,c是低通滤波器的截止频率。表1归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式n归一化的巴特沃斯低通滤波器传递函数的分母多项式123456782、二阶有源低通滤波器(压控电压源VCVS)电路二阶有源低通滤波器电路如图2所示。它是一种具有正相增益的常用二阶低通滤波器电路,运放和它的两个连接电阻R3、R4形成一个电压控制电压源(VCVS)。运放的增益为,它为滤波器提供了增益。幅频特性如图3所示。其中截止频率。VCVS滤波器具有元件数量少、输出阻抗低、元件间差值范围小和放大能力比较高等优点,而且增益值可通过微调电位器R3、R4进行精确的调整。VCVS滤波器一般用于品质因数值不高于10的场合。图2低通滤波器电路图3低通滤波器幅频响应3、确定有源模拟低通滤波器参数(1)设计指标要求:1)通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=100Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程;2)通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=150Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程;3)通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=200Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程。(2)确定滤波器的阶数由衰减估算式:20ndB/倍频,计算得n=2。电路图如图4所示:图4压控电压源二阶有源低通滤波器(3)选择运放查阅元器件参数,选用µA741,加±18V电源供电,预计能满足设计要求。µA741管脚如图5所示:图5µA741管脚(4)确定滤波器中电阻电容参数值根据图4,得到压控电压源二阶低通滤波电路其传输函数为:(5)其中,低通滤波器的截止角频率:(6)(7)其归一化的传输函数:(8)通带内的电压放大倍数:(9)为了减少输入偏置电流及其漂移对电路的影响,应使:(10)将上述方程与(9)式联立求解,可得:(11)(12)将(8)式分母与表1中对应n=2的归一化传递函数的分母多项式比较得:(13)根据(6)、(7)、(9)、(10)、(13)式联立方程,共有六个未知数,三个已知量,因此有许多元件组可满足给定特性的要求,这就需要先确定某些元件的值。元件的取值可以采用以下几种方案:①当AVF=1时,先取R1=R2=R,然后再计算C1和C2。②当AVF≠1时,取R1=R2=R,C1=C2=C。先取C1=C2=C,然后再计算R1和R2。此时C必须满足:以第1个低通滤波器设计指标“通带增益A0=AVF=2、截止频率fH=100Hz、vi=100mV、阻带衰减不小于-40dB/10倍频程”为例,由于AVF=2,因此先确定电容C1=C2的值,即取:C1=C2=C=10/fH=10/100µF=µF将C1=C2=C代入(6)、(7)、(11)、(12)式,可分别求得:()由上可得:R2=2R1,R3=R4=6R1。各参数值如表2所示。同理可确定另两个低通滤波器的参数,整理如下:1)二阶有源模拟低通滤波器A(滤波通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=100Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程)各参数如表2所示:表2各元件参数值C1C2R1R2R3R4fH=100Hz0.1FΩ22.52kΩ67.56kΩ67.56kΩ2)二阶有源模拟低通滤波器B(通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=150Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程)各参数如表3所示:表3各元件参数值C1C2R1R2R3R4fH=150Hz0.07F0.07FΩ21.46kΩ64.38kΩΩ3)二阶有源模拟低通滤波器C(通带增益A0=AVF=2;截止频率fH=200Hz;vi=100mV;阻带衰减不小于-40dB/10倍频程)各参数如表4所示:表4各元件参数值C1C2R1R2R3R4fH=200Hz0.05F0.05FΩΩ67.56kΩΩ在组装实际电路时,元器件参数应选取标称值,因此,选取R3=R4=68kΩ,而R1、R2、C1、C2则要重新计算,并取标称值。例如R1的值可以用10kΩ电阻和电位器串联经调节得到。4、电路调试(1)静态调试当连好电路板的线路时,先不要急着通电,而因该从以下几个方面进行检测:1)对照原理图,检查各元件是否接正确。2)对照原理图,用万用表一一检查线路的各个接口是否接通,是否有短路、断路或漏接的现并及时修正。(2)动态测试1)拨动拨码开关,选择滤波器;2)接通vi=100mV的正弦信号,用数字万用表或示波器对所设计
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024-2025学年新教材高中物理 第5章 传感器 1 认识传感器(1)教学实录 新人教版选择性必修第二册
- 工作计划怎么写15篇
- 2023七年级道德与法治上册 第三单元 师长情谊第六课 师生之间 第1框 走近老师教学实录 新人教版
- 高校教师讲课心得7篇
- 学生会年终述职报告(集合15篇)
- 销售人员个人述职报告(8篇)
- 维修施工方案(范文)
- 个人留学申请书
- 社会心理学-群体心理效应
- 上市公司资产置换案例4篇
- 输配电系统的新能源接入与电价测算
- 反洗钱述职报告
- 飞机电气系统电子绪论课件
- 泌尿护士述职报告
- 部编版二年级语文上册第二单元大单元教学设计
- 胃癌健康宣教讲解课件
- 建筑工程类就业分析报告
- 运动营养学(第三版) 第7章 运动营养食品与功能性食品
- 正大天虹方矩管镀锌方矩管材质书
- 妊娠剧吐伴酮症护理查房课件
- 医疗碳中和方案
评论
0/150
提交评论