二阶高通滤波器的设计说明Word文档下载推荐.docx
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第一章设计内容及要求
1.1设计任务及要求
1． 分别用压控电压源和无限增益多路反馈二种方法设计电路；
2． 截止频率fc=100Hz
3．增益AV＝5；
1.1.1基本要求：
（1）在100HZ时的波形稳定，继续调节频率是幅值会适当的增大，当到达一定值时保持稳定。
（2）调小频率到0时其幅值一直减小到0
（3）
设计电路所需的直流电源可用实验室电源。
1.1.2设计任务及目标：
（1）根据原理图分析各单元电路的功能；
（2）熟悉电路中所用到的各集成芯片的管脚及其功能；
（3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；
（4）写出完整、详细的课程设计报告。
1.2.3主要参考器件：
UA741电容电阻
第二章系统设计方案
根据设计任务要求设计一个二阶高通滤波电路，频率高于100Hz的信号可以通过，而频率低于100Hz的信号衰减。
即Au（s）=Uo（s）/Ui（s）=1/（1+sRC）
则可采用压控电压源二阶高通滤波电路，或无限增益多路反馈高通滤波电路。
2.1方案一
采用压控电压源二阶高通滤波电路，由直流电源供给（±
12V）
电路如图1所示，其传输函数为：
归一化的传输函数：
其中：
，
为品质因数。
通带增益：
截止频率：
品质因数：
2.2方案二
采用无限增益多路反馈高通滤波电路，由直流电源供给（±
12V）。
电路如图2所示,该电路的传输函数为：
归一化的传输函数：
通带增益：
R1RfC3
R2
uiC1C2uouiC1C2
uo
R4R3R3R1
图2-1压控电压源二阶高通滤波器图2-2无限增益多路负反馈二阶高通滤波器
第三章参数设计、原理图
3.1参数计算
1.压控二阶高通滤波器的设计
由增益Av=5，Av=1+Rf/R1,所以选R1=10K，Rf=40K欧姆的电阻,fp=100Hz,
，则选用C=0.2uf的瓷介电容，R3为5.6K欧姆的电阻，R4为20K欧姆的电阻，集成块用UA741。
2.压控二阶高通滤波器的设计
由增益Av=5，
，所以选C1=51nF，C3=10nF的瓷介电容，由
，则C2=200nF，R3=10K,R1=10K,R2=140K欧姆的电阻，集成块用UA741。
3.2总原理图
图3-1压控电源二阶高通滤波器
图3-2无限增益多路负反馈高通滤波器
第四章焊接、安装、及调试
4.1电路板的焊接和安装
工具：
电烙铁
在已做好的电路板上涂一层助焊剂，对照原理图将元件安装在电路板上，检查元件位置是否正确。
检查无误后，用电烙铁将每个元件用焊锡焊牢，保证每个元件不虚焊。
在焊元件时根据不同元件耐热性能尽量减少焊接时间。
焊接完毕后用万用表检查是否断路和短路。
4.2调试
万用表、示波器，信号发生器
按电路原理图连接好直流电源（±
12V）、函数信号发生器、示波器。
调节函数信号发生器使输出信号的幅值为100mv的正弦波（即有效值为70.7mv），打开直流电源，调节好示波器后，用万用表测输出电压的有效值，再调节函数信号发生器的频率。
从100HZ起调大频率再调小到0，看是否符合要求。
第五章性能测试及实验结果分析
5.1性能测试与分析
5.1.1输出电压的测量
输入信号Ui=100mv（有效值为70.7mv），测量有效值为72mv。
改变频率测输出电压，并且在通频带时的频率要取得密集一些。
表一压控高通滤波器的数据记录
频率f/Hz
20
60
80
90
95
100
110
输出电压Uo/mv
14
130
214
227
238
253
287
200
500
800
1K
20K
50K
100K
351
360
362
364
363
表二无限增益高通滤波器的数据记录
20
126
230
234
246
272
296
356
368
375
373
图5-1压控电压源二阶高通滤波器电路的幅频特性
图5-2无限增益二阶高通滤波器电路的幅频特性
5.2数据处理与误差计算
5.2.1压控的数据分析
在频率为高频时，U=（364+363+362+363）/4=363mv
输入电压Ui=72mv，则Av=U/Ui=363/72=5.04
相对误差：
s=（5.04-5）/5*100%=0.8%
当fp=100Hz时，Uo理论=360*0.707=254.5
实验测得Uo=253mv
则相对误差为S=（253-254.5）/254.5*100%=-0.6%
5.2.2增益的数据分析
在频率为高频时，U=（373+375+375+373）/4=374mv
输入电压Ui=72mv，则Av=U/Ui=374/72=5.2
s=（5.2-5）/5*100%=4.0%
实验测得Uo=272mv
则相对误差为S=（272-254.5）/254.5*100%=6.0%
5.3误差分析
产生该实验误差的主要原因有：
1、输入信号不稳定会导致实验误差。
2、实际所使用的电阻、电容与理论值的误差。
3、函数发生器的输出误差，示波器的量化误差。
4、在参数设计时也会引入误差。
5、在计算过程中会引入计算误差。
6、焊接引起的误差。
结论与心得
结论
1、由实验可知，当频率f为通带截止频率fp时，输出电压Uo约为最大输出电压的0、707倍，即︱Au︱≈0.707︱AuP︱。
2、由实验可知，高通滤波器削弱低频信号，只放大频率高于fp的信号，我们可把高通滤波器用于交流放大电路的耦合电路，隔离直流成分。
3、实验中，监测的波形没有失真，说明只要正反馈引入得到，就能在f=fo时使电压放大倍数数值增大，又不会因正反馈过强而产生自激振荡。
心得
我所做的实验相对于其他同学的实验来说，非常简单，电路也简单，焊接电路板时也比较轻松，。
虽然简单，感觉自己还有很多东西要去学习，自己课本知识不是学得很好，实验缺乏理论知识，所以，以后要加强理论知识的学习，并且电路焊接技术也有待加强。
总之，实验已经做完了，总体还是满意的。
参考文献
[1].童诗白、华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社.2009
[2].康华光.《模拟电子技术基础》北京：
高等教育出版社.2001年.
[3].谢自美.《电子线路设计实验测试》,华中科技大学出版社,2005年.
[4].华成英.《模拟电子技术基础》[M]，北京高等教育出版社，2001.
[5］肖景和.《电子线路设计·
实验·
测试（第三版》）[M].武汉：
华中科技大学出出版社，2006
[6]沈精虎，《电路设计与制板》[M]》，北京人民邮电出版社，2007
附录一芯片管脚图
附录二元器件清单
元件序号（名称）
型号
主要参数
数量
备注
集成块
UA741
2个
8管脚插槽
电容
100nF
8个
10nF
1个
电阻
10K
3个
20k
140K
6K
附录三总设计图
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