毕业设计135KHZ带阻滤波器.docx

毕业设计135KHZ带阻滤波器.docx

《毕业设计135KHZ带阻滤波器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计135KHZ带阻滤波器.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业设计135KHZ带阻滤波器

摘要

随着电子科技的发展,滤波器的应用越来越广泛,特别在信号领域由为突出。

近些年来，有源滤波器已成为电力系统研究领域中的热点，并且它在电力系统中有着举足轻重的地位。

本文阐述了滤波器以及有源滤波器的基本知识，并且详细介绍用Multisim2001，Protel99SE等EDA软件并结合快速设计的方法来设计和制作有源带阻滤波器的过程。

关键词：

PCB电路板；LM358芯片；Protel；Multisim；有源带阻滤波器；中心频率

Abstract

Alongwiththedevelopmentofelectronicsscienceandtechnology,theapplicationoffilterismoreandmoreextensive,specialatsignalrealmfromisoutstanding.Nearerinthelastyears,haveasourcefiltertohavebecometheresearchrealmoftheelectricpowersysteminoftheheatorder,andithasaprominentpositionintheelectricpowersystem.Thistextelaboratesafilterandhasthebasicknowledgeofsourcefilter,andthedetailedintroductionuseMultisim2001,theProtel99SEwaitsEDAsoftwaretoalsocombinethemethodoffastdesigntodesignwiththecreationhavetheprocessthatthesourcetakesaZufilter.

Keyword:

PCBcircuitboard;LM358chip;Protel;Multisim;ThereissourcetakingaZufilter;Centerfrequency

目录

引言…………………………………………………………………………………3

1滤波器………………………………………………………………4

1.1滤波器的定义…………………………………………………………………4

1.2滤波器的功能和应用……………………………………………………………………4

1.3滤波器的基本知识………………………………………………………………………5

1.4有源滤波器………………………………………………………………………………7

1.4.1有源滤波电路的定义…………………………………………………………………7

1.4.2有源滤波器的发展……………………………………………………………………7

1.4.3有源滤波器优缺点……………………………………………………………………7

2LM358双运放芯片……………………………………………………………………8

3有源带阻滤波器的设计与制作……………………………………………………8

3.1有源带阻滤波器的的设计原理…………………………………………………………8

3.1.1带阻滤波器……………………………………………………………………………8

3.1.2带阻滤波器的幅频特性，Q值及其关系……………………………………………9

3.1.3二阶有源带阻滤波器的设计…………………………………………………………9

3.2通带中心频率为5kHz带阻滤波器的设计过程………………………………………10

4电路板的仿真，制作与调试………………………………………………………11

4．1电路板的仿真…………………………………………………………………………11

4．1．1Multisim2001的概述………………………………………………………………11

4.1.2.仿真操作……………………………………………………………………………11

4．2PCB电路板的制作………………………………………………………………………11

4．3电路板的调试……………………………………………………………………………12

5结论……………………………………………………………………………………12

谢辞…………………………………………………………………………………13

参考文献…………………………………………………………………………14

附录1……………………………………………………………………………15

附录2………………………………………………………………………16

附录3………………………………………………………………………17

引言

滤波器技术是现代通信技术和信号处理中不可缺少的部分。

任何一个稍微复杂的电子设备都要使用一定数量的滤波器。

滤波器的作用是使所需特定频段的信号能够顺利通过，而衰减其他不需要的频段的信号，具有分离信号、抑制干扰、阻抗变换与阻抗匹配和延迟信号等作用。

目前，滤波器被广泛地用在通信、广播、雷达以及许多仪器和设备中。

滤波器的应用频率范围极宽，有适用于低到零点几赫的滤波器，也有高到微波波段的滤波器。

根据滤波频率的中心频率和其他要求的不同，滤波器中采用各种谐振元件，电感、电容是最常用的谐振元件。

1915年德国K.W.华格纳和美国贝尔实验室的G.A.坎贝尔分别提出关于滤波器的论文，被世界公认为滤波器的独立发明者。

随着电子技术的发展，许多电路和系统都要区分不同频率的信号，从而使滤波器的设计理论日趋完善。

本文从滤波器的功能和应用，有源滤波器的相关几个问题，LM358是双运放集成电路，带阻滤波器的设计与制作、调试等几方面对滤波器进行了阐述。

1滤波器

1.1滤波器的定义

能改变信号中各个频率分量的相对大小，或者抑制，甚至全部滤除某些频率分量的过程称为滤波，完成滤波功能的系统称为滤波器。

在许多实际问题中，代表信息的信号（有用信号）和干扰或无用信号同时存在，但各自往往处在不同的频率范围，通常采用选择性滤波来选择出有用信号。

所谓选择性滤波，就是让一个或一组频率范围内的信号无失真地通过，而衰减或完全抑制其余频率范围的信号,实现这种功能的系统称为选择性滤波器。

滤波器是一种选频装置，它允许输入信号中的特定频率成分通过,同时抑制或极大地衰减其它频率成分（又称此频带为阻带）。

1.2滤波器的功能和应用

滤波器是一种选频装置。

它能够从含有很宽频率成分的信号中选出所需要的信号，使有用信号通过而同时抑制或衰减掉不需要的信号。

图1滤波过程

工程上常用作信号处理、数据传送和抑制干扰等。

过去在滤波器中主要是使用由线圈和电容器组成的LC滤波器。

这种滤波器是无源电路，即不需用电源就能发挥作用，并可以做到有足够好的频率特性。

在电信技术中，滤波器的应用极为广泛，不胜枚举。

下面举一些比较主要的应用实例。

比如，作用在一个灵敏接收机输入端上的复合信号可能包含着许多分量，而且可能占有极宽的频谱。

在这些信号中，有些是天然的和人为的噪声，有些信号则是传送至几个远程接收站的消息。

这些信号的含有功率可以相差到几个数量级。

因此，如果要求接收机能够从中先出一个低电平信号并加以放大，显然必须把干扰信号和噪声中的大部分功率排除掉。

否则的话，接收机的某级可能过荷。

从而导致放大器饱和，使放大成为不可能。

多数通信信号占有不同的频谱，所以有可能利用一个带通滤波器只将所需信号占有的一个窄频带选出。

因为噪声的频带一般很宽，所以虽然有些噪声也被放大，但大部分受到抑制。

以上这些功能可以利用一个预选滤波器实现，它通常是可调的。

又如，远程通信系统中，如果只传送一路消息，则线路的利用很不经济。

采用复用技术可以在一条线路上同时传送数百至数千路消息，这就大大降低了按每路计算的线路成本。

在频率复用中，各低频原始信号被移频到不同的中心频率上。

如果适当选择这些中心频率，以使相邻信道的频谱不相重迭，从而避免了串话，那么就可以将所胡这些信号混合并发送。

在接收端，利用带通滤波器可将不同信道分开，并把它们移回到原来的频带上。

以上所举的例子虽然不全面，但已可以说明在通信系统中，滤波器是一个不可缺少的部件。

1.3滤波器的基本知识

滤波器是通过一定频率的的信号而阻止或衰减其他频率信号的部件。

能通过的的频率构成通带，而被衰减的频率则构成滤波器的阻带。

按通带和阻带在频域内的位置，滤波器分为低通、高通、带通，带阻和全通等类。

Av（ω）Av（ω）

理想理想

AvAv

0.707Av0.707Av实际

实际

ωcωc

1ω0ω

（a）（b）

Av（ω）Av（ω）

Av理想Av

0.707AvBW0.707Av实际

实际BW

BW理想

0ω0ω

ωHω0ωLωHω0ωL

（c）（d）

（a）低通（b）高通（c）带通（d）带阻

图2滤波器幅频特性

滤波器的性能可用其幅度响应来衡量，它是滤波器传递函数H（s）的幅度|H（jw）|对角频率w或频率f的响应曲线。

在所有情况下，我们取H（s）=V2（s）/V1（s），其中V2和V1分别为滤波器的输出和输入电压。

对于每种滤波器，其理想幅度响应和逼近理想情况的在物理上可实现的响应的设计方法有巴特沃斯（butterwoth）最大平坦响应和切比雪夫（chebysher）等波动响应。

用时滤波器的阶数越高则通带和阻带的分界越陡，因而滤波器越好。

各种滤波器的传输函数如下表：

二阶RC滤波器的传递函数表

类型

传递函数

性能参数

低通

Av—电压增益

—低通、高通滤波器的截止频滤

—带通、带阻滤波器的中心频滤

Q—品质因素，Q

BW—带通、带阻滤波器的带宽

高通

带通

带阻

无源滤波器由电感、电容和电阻构成，在一定频率范围内是很适用的。

然而，在低频范围，由于电感尺寸和性能的限制，无源滤波器是不理想的。

对于工作于1千赫到100兆赫、相对带宽较窄且温度和时间稳定性要求高的滤波器，常用压电晶体作为谐振元件（见晶体滤波器）。

还有用金属棍、盘作为谐振元件的机械滤波器，和把晶体滤波器与机械滤波器原理合并而制成的声表面波滤波器。

滤波器通常分为低通、高通、带通、带阻滤波器。

低通滤波器的通带由频率为零起一直到截止频率为止，其阻带（衰减大的频带）在截止频率高的一侧。

高通滤波器的起始频率决定于设计要求，其通带（衰减很小的频带）在截止频率高的一侧。

带通滤波器是以两个有限截止频率之间的频段为通带，带阻滤波器则反之。

还有一种梳齿滤波器，它有许多按一定频率间隔相间排列的通带和阻带。

1.4有源滤波器

1.4.1有源