二階帶通濾波器設計

1、電子線路課程設計 帶通濾波器的設計物理學院課程設計任務書專業(yè)： 學生姓名： 學號： 學生班級： 題目：二階帶通濾波器的設計 指導教師姓名及職稱 張曉培 課程設計題目主要任務與要求（包括主要技術指標、研究方法及措施）： 分別用壓控電壓源和無限增益多路反饋二種方法設計電路；中心頻率fO=1KHz； 增益AV2； 品質(zhì)因數(shù)Q10；注：可使用實驗室電源。完成的形式：利用分立元件制作線路板，實現(xiàn)有關電路功能； 設計報告一份。試驗、測試、試制加工所需主要儀器設備（包括外出調(diào)查）：直流電源、直流電壓表、運算放大器、電容，電阻等任務下達與完成時間：年 月 日 至 年 月 日指導教師簽名： 年 月 日二級學院分

2、管領導意見：二級學院分管院長簽名： 年 月 日電 子 線 路 課 程 設 計題 目: 有源帶通濾波器作 者 姓 名： 覃萬晴 學 號： 1305402315 學 院： 機械與船舶海洋工程學院 專 業(yè)： 過程控制自動化 指導教師姓名： 張曉培 2016年10月1日二階帶通濾波器的設計一、 設計要求和意義1） 實驗要求：中心頻率為1KHZ2） 設計意義：近幾年隨著冶金、化工、紡織機構等工業(yè)使用的各種非線性用電設備而產(chǎn)生的大量的高次諧波，已導致電網(wǎng)上網(wǎng)正常波形發(fā)生嚴重畸變，影響到供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和用戶用電設備的安全經(jīng)濟運行。3） 隨著生產(chǎn)技術方式的變化，生產(chǎn)力確實得到較大提高，可同時也受到方方面面

3、的限制。如當人們做出了具體的制度設計需要付諸實踐進行試驗，試驗過程中不可避免地會受到一些偶然隨即因素的干擾，為評價新方案的效果，需排除這些隨即因素的影響，即需要一個濾波器。經(jīng)濾波以后對新方案的效果進行檢驗。4） 有源濾波器一般由集成運放與RC網(wǎng)絡構成，它具有體積小、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，同時，由于集成運放的增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗很低，故有源濾波器還兼有放大與緩沖作用。5） 利用有源濾波器可以突出有用頻率的信號，衰減無用頻率的信號，抑制干擾和噪聲，以達到提高信噪比或選頻的目的，因而有源濾波器被廣泛應用于通信、測量及控制技術中的小信號處理。6） 若將低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)，并使低通濾波器的通

4、帶截止頻率fp2大于高通濾波器的通帶截止頻率fp1，則頻率在fp1ffp2范圍內(nèi)二、 方案設計二階有源帶通濾波器是由一個低通濾波器和一個高通濾波器組成的，主要是通過低通濾波器將輸入的信號進行濾波，使得只有低于設計要求的頻帶中最高頻率的信號才能通過，再通過高通濾波器使得只有高于設計要求的頻帶較低頻率的信號才能通過。本方案電路分為兩部分，即由R1和C1組成一個低通濾波器，再由R2和C2組成一個高通濾波器，R3引入正反饋，實現(xiàn)輸出電壓（即電壓源）對電壓放大倍數(shù)的控制，即為壓控式帶通濾波器。再根據(jù)低通截止頻率和高通截止頻率來確定各R和C的值。三、 硬件電路設計1）原理圖圖3-12）參數(shù)設計 1、R1和

5、C1組成了低通濾波器，C2和R2組成了高通濾波器，R3引入正反饋，實現(xiàn)了輸出電壓對電壓放大倍數(shù)的控制。通常選取C1=C2，可知同相比例運算電路的比例系數(shù)：Auf=1+Rf/R,品質(zhì)因數(shù)Q=fo/f=1000/f=10;所以f=100HZ,式中f0為電路的中心頻率，Q為電路的品質(zhì)因素，Aup為通帶的放大倍數(shù)f0=1/2RCQ=1/3-AufAup=Auf/(3-Auf)=QAuf 2、元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注1R1100K12R21K13R3400K14R4 160K15R511.8K16R623.7K17R7 R847K28C1 C2 0.008F29C3 C40.01F29芯片LM358

6、L2108管腳芯片插槽211洞洞板2四、 電路的仿真（四號宋體，粗體）圖4-1仿真圖圖4-2頻率1KHZ時的波形圖4-3頻率10KHZ時的波形圖4-4頻率10KHZ時的波形五、 電路的制作5-1原理圖5-2 PCB圖輸入頻率998Hz499Hz203Hz1500Hz3200Hz6000Hz輸入峰峰值3.16V3.12V3.12V3.12V3.12V3.12V輸出峰峰值880mV288mV83mV288mV432mV212mV表5-1圖5-3頻率998Hz時波形圖5-4頻率為500Hz時的波形圖5-5頻率為200Hz波形圖5-6頻率1500Hz波形圖5-7頻率3200Hz波形圖5-8頻率5000

7、Hz波形六、 總結本次的模電課設，我們學到了大量的電路分析，各種電路的應用功能，但在實際應用中卻顯得有點欠缺，而這次的課程設計，我們學會了比較電路在實際物體模塊制作過程中的使用方法，同時在資料的查閱中，也學會了其他電路的詳細功能及使用，對于自己的實際動手能力是一個很大的提高。學到了很多，也讓我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，特別是在實際電路的元件布局和電路參數(shù)的設定中，發(fā)現(xiàn)自己在很多方面都不太了解，在以后的學習中有待提高。在本次實驗中，得到的中心頻率、輸出輸入電壓、增益等數(shù)據(jù)與理論計算基本吻合，使用了兩種方案，都基本達到了設計要求。本次實驗是一次很好的經(jīng)歷，從中學到了很多知識，首先，從動手能力上來講就是

8、一次不錯的鍛煉，加強了焊錫的能力；另外，本次設計的是一個帶通濾波器，這就需要將低通濾波器和高通濾波器的知識結合起來，所以具有一定的綜合性，同時需要我們能夠很好的應用濾波器電路的知識。了解LM325芯片的作用和其各管腳的接法，以及正、負反饋電路的應用和放大倍數(shù)的計算。通過本次課程設計，作為一個小組，我們在各方面都互相促進，在電路板的焊接方面更是團結合作。從元件的布局合理度，到焊接外觀、電路板的復雜度的過程中我們的默契越來越好。在焊接過程中，應該要遵循著做一部分完成一部分的檢測方法，以免在完成電路板焊接后檢測突然發(fā)現(xiàn)電路板不能正常工作，以至于無法檢測電路哪一部分出現(xiàn)問題以進行修正，更進一步會導致整個電路的毀壞。所以在以后的電路實際制作過程中，要做一部分再檢測一部分，則可獲得很好的經(jīng)驗。本次的課程設計，對我們的實際動手能力有一個很大的提高，并培養(yǎng)了我們查閱資料的能力，對以后的各種工作是有很大的幫助的。 此次試驗對于我們來說意義很重大，一方面他考察了我們對專業(yè)基礎知識掌握，另一方面也鍛煉了我們的動手動腦能力，為大四的畢業(yè)設計制作做了預熱。 本次試驗中也遇到一些困難，但經(jīng)歷成功后那份喜悅后一切都算得了什么。本次試驗特別要感謝老師為我們提供了這次以寶貴的機會。七、 參考文獻1劉穎主編 . 電子技術（模擬部分） .北京：北京郵電大學出版，20