有源低通濾波電路設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目有源低通濾波器電路設(shè)計(jì)系（部）電子與通信工程系專業(yè)（班 級(jí)）電氣工程及其自動(dòng)化姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師 起止日期模擬電路課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一.設(shè)計(jì)題目有源低通濾波器電路設(shè)計(jì)二.技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求.技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)能阻擋高頻信號(hào)，輸出低頻信號(hào)的有源低通濾波電路；.設(shè)計(jì)要求（1）依據(jù)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)電原理圖；（2）計(jì)算并選擇電路元件及參數(shù)（含電源變壓器）；（3）仿真調(diào)試電路；舉例說(shuō)明所設(shè)計(jì)的有源低通濾波器的廣泛應(yīng)用，簡(jiǎn)要說(shuō)明電 路的工作原理。（4）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。三.設(shè)計(jì)工作量設(shè)計(jì)時(shí)間一周，2022年下學(xué)期第17周進(jìn)行。四.工作方案星期一：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料；星期二星期三：設(shè)計(jì)方案論證，進(jìn)行

2、電路設(shè)計(jì)，計(jì)算并選擇電路元件及參數(shù);星期四：仿真調(diào)試電路星期五：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)，進(jìn)行個(gè)別辯論。.參考資料.彭介華，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：高等教育出版社，1997；.高吉利，電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，北京：電子工業(yè)出版社，2005；.童詩(shī)白，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：高等教育出版社，1988；.康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬局部，北京：高等教育出版社，1988.本課程教材.指導(dǎo)老師張丹 劉亮 七.系部審批長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表姓名丁時(shí)云學(xué)號(hào)2022042214專業(yè)電氣班級(jí)2班設(shè)計(jì)題目有源低通濾波器電路的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師張丹，劉亮指導(dǎo)老師意見(jiàn):評(píng)定等級(jí)： 老師簽名：日期：辯論小組意見(jiàn):評(píng)定等級(jí)：辯論小

3、組長(zhǎng)簽名：日期：教研室意見(jiàn):教研室主任簽名：日期：系（部）意見(jiàn)：系主任簽名：日期：說(shuō)明 課程設(shè)計(jì)成果分“優(yōu)秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四類；課程設(shè)計(jì)名目 TOC o 1-5 h z 一弓I言5 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 二摘要5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 三設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)5 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 四設(shè)計(jì)及原理5 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 五電路仿真6

4、HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 六試驗(yàn)總結(jié)7 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 七儀器元件7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 八參考文獻(xiàn)7一引言在實(shí)際的電子系統(tǒng)中，輸入信號(hào)往往是含有多種頻率成分的簡(jiǎn)單信號(hào)，可能還會(huì)混入各種噪聲、 干擾及其他無(wú)用頻率的性號(hào)，因此需要設(shè)法將有用頻率信號(hào)選擇出來(lái)，將無(wú)用信號(hào)頻率抑制掉。完 成此任務(wù)需要具有選頻功能的電路。將信號(hào)的頻率具有選擇性的電路稱為濾波器，他能是特定頻率 范圍內(nèi)的信號(hào)順當(dāng)通過(guò)，而阻擋其他頻率信號(hào)

5、通過(guò)。依據(jù)濾波器的工作頻率，濾波器可分為低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF） 等。假如濾波器含有有源元件（晶體管、集成運(yùn)算放大器等），側(cè)稱為有源濾波。本試驗(yàn)就是采用低通濾波器的原理，設(shè)計(jì)電路，使其實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的篩選和截止，將無(wú)用的 信號(hào)抑制掉。二摘要濾波電路是一種能使有用信號(hào)通過(guò)而抑制無(wú)用頻率信號(hào)的電子裝置。工程上常用它來(lái)做處理信 號(hào)、數(shù)據(jù)傳送和抑制干擾等。而有源低通濾波器是允許低頻信號(hào)通過(guò)而抑制高頻信號(hào)的元件。它運(yùn) 用面積特別的廣泛，常被用作信號(hào)處理器。本文以有源低通濾波器設(shè)計(jì)為例介紹了一種電路優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)能使某些性能要求 比擬適當(dāng)、調(diào)試比擬簡(jiǎn)潔

6、的電路,使其降低元器件精度要求、簡(jiǎn)化調(diào)試、提高性能。關(guān)鍵詞： LF412CH、放大器、二階低通濾波三設(shè)計(jì)的目的及任務(wù).課程設(shè)計(jì)的目的（1）熟識(shí)用multisim和protel畫(huà)有關(guān)有源濾波器電路的原理圖。能夠用所學(xué)學(xué)問(wèn)進(jìn)行仿真分析。學(xué)習(xí)有源濾波器的設(shè)計(jì)方法。（4）學(xué)習(xí)有源濾波器的調(diào)試方法及幅頻特性的測(cè)量方法；熟識(shí)用運(yùn)放構(gòu)成有源低通濾波器。.課程設(shè)計(jì)的任務(wù)要求選擇運(yùn)算放大電路。選擇和計(jì)算全部電阻電容參數(shù)；（3）用Multisim仿真畫(huà)出幅頻響應(yīng)的波特圖。四設(shè)計(jì)及原理電路設(shè)計(jì)方案步驟：試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：采納計(jì)算法設(shè)計(jì)有源低通二階濾波器，其電路從集成運(yùn)放輸出到同相輸 入間引入一個(gè)負(fù)反應(yīng)，該反應(yīng)使改濾波器

7、只允許低頻端的信號(hào)通過(guò)，實(shí)現(xiàn)低通濾波。用 查表法設(shè)計(jì)，電路響應(yīng)特性、形式、類型及階數(shù)、濾波器性能參數(shù)，再依據(jù)截止頻 率，選定電容標(biāo)稱值，查表求出相應(yīng)電容值及電阻值，通過(guò)計(jì)算得到設(shè)計(jì)值以確定電路 參數(shù)。試驗(yàn)步驟：.選擇運(yùn)放：為了削減負(fù)載對(duì)濾波電路的負(fù)載效益，同時(shí)便于調(diào)整，我選用具有JFET作輸入級(jí)的 低調(diào)，高輸入阻抗運(yùn)放的LF412CH。C3HH330nFVDD 12VVDDT1.m 9q.10,6Uo電路設(shè)計(jì)原理圖1-1.電路原理圖如(1-1),要求截止頻率為100HZ,為了波特圖能夠更好的平穩(wěn),我選擇Q值為0.707, 選擇電容器的容量，計(jì)算我選擇Cl=C3=330nF,那么依據(jù)根式得R1=

8、R2=1/(2tc)=4.7K。.經(jīng)同相放大電路輸入后計(jì)算得通帶增益為A=l+R6/R3=1.152五電路仿真C1Th-VDDVDDXBP1：R2 ：4.7kO：R1 ：47kO ：C2 , , 3：30nF ：12Va U1AIN OUT ：-4 -L ? 丫 * i_LJ ： a ：JfLF412CK ,:VEE ：:；12V：工：330 nF：R4 ： ：10.64kO ： lR3 ： ：70kfl ： :5a :電路仿真圖用Multism仿真，可得到的幅頻響應(yīng)波特圖如下圖:103.313 Hz103.313 Hz-3.04 dB由圖可見(jiàn)經(jīng)仿真分析可得在衰減為一3dB時(shí)得出的上限截止頻率

9、為103.313Hz, 相對(duì)誤差為2.45%,誤差分析：運(yùn)放選的不是很抱負(fù)，不適合電路。波特儀不是很精確。 改進(jìn)方法：選擇合適的運(yùn)放，選擇精確的波特儀。4、調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決方法調(diào)試中特性測(cè)量中選擇Magnitude ;Horizontal和Vertical坐標(biāo)類型都選擇“Log”。假如幅 頻曲線的水平線沒(méi)消失，可能是Vertical坐標(biāo)范圍中的終點(diǎn)F沒(méi)調(diào)到合適位置，也可能是參數(shù)沒(méi) 選擇好，可適當(dāng)調(diào)整。六試驗(yàn)總結(jié)在為期一周的試驗(yàn)中我受益匪淺，通過(guò)查找資料設(shè)計(jì)阻擋高通信號(hào)的有源低通濾波電路，加強(qiáng) 了對(duì)二階低通濾波電路的熟識(shí)和理解，對(duì)元件的選擇原那么和計(jì)算有了基本的了解，熬煉了動(dòng)手力量, 提高

10、了分析力量，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了初步基礎(chǔ)，。此外，我還熟識(shí)了 Multisim和protel軟件 的應(yīng)用。用Multisim進(jìn)行仿真分析，進(jìn)一步深入了在設(shè)計(jì)有源濾波器的過(guò)程中要應(yīng)對(duì)和解決的問(wèn)題, 學(xué)習(xí)并了解了有源濾波器的調(diào)試方法及幅頻特性的測(cè)量。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，在查找資料的過(guò)程中 我涉獵到許多課外學(xué)問(wèn)，明白自己所學(xué)的僅僅是一些皮毛，還有許多東西需要去專研和細(xì)究。七儀器元件變壓器，電阻，電容，直流穩(wěn)壓電源，溝通電源，運(yùn)算放大器，波特儀。八參考文獻(xiàn)1電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬局部主編：康華光，高等教育出版社。六試驗(yàn)總結(jié)在為期一周的試驗(yàn)中我受益匪淺，通過(guò)查找資料設(shè)計(jì)阻擋高通信號(hào)的有源低通濾波電路，加強(qiáng) 了對(duì)二階低通濾波電路的熟識(shí)和理解，對(duì)元件的選擇原那么和計(jì)算有了基本的了解，熬煉了動(dòng)手力量, 提高了分析力量，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了初步基礎(chǔ)，。此外，我還熟識(shí)了 Multisim和protel軟件 的應(yīng)用。用Multisim進(jìn)行仿真分析，進(jìn)一步深入了在設(shè)計(jì)有源濾波器的過(guò)程中要應(yīng)對(duì)和解決的問(wèn)題, 學(xué)習(xí)并了解了有源濾波器的調(diào)試方法及幅頻特性的測(cè)量。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，在查找資料的過(guò)程中我涉獵到許多課外學(xué)問(wèn)，明白自己所學(xué)的僅僅是一些皮毛，還有許多東西需耍去