二阶有源滤波器设计实验报告.docx

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二阶有源滤波器设计实验报告

二阶有源滤波器设计实验报告

二阶有源滤波器的设计

姓名：

学号：

图2仿真原理图

同相放大电路的电压增益即低通滤波器的电压增益

传递函数：

其中：

低通电路的上限频率

，要求

，取C1=C2=1000pF

可求得：

R1|=R3=46.8k,取47k,取Q=0.707，则AVF=1.586取R4=39kR2=68k

2.4波形仿真：

图3仿真结果图

2.5仿真结果和设计指标的比较

通过仿真波形可以看出，截止频率为3.4kHz，基本符合设计指标，带内的增益为3.7dB，与设计指标有差异。

3二阶有源高通滤波器

3.1设计指标：

通带增益AUF=1.6；

品质因数Q=0.707；

截止频率fL=300Hz；

阻带衰减：

不小于︳-40dB/10oct|；

3.2仿真原理图

与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。

只要将图3低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，

图4仿真原理图

3.3电路器件参数计算

同相放大电路的电压增益即低通滤波器的电压增益

传递函数：

其中：

高通电路的下限频率

，要求

，取C1=C2=0.1uF

可求得：

R2=R5=5.31k,取5.1k取Q=0.707，则AVF=1.586取R4=47kR7=82k

3.4仿真波形

图5高通滤波器的仿真波形

从图5的仿真结果可以看出，截止频率在303Hz出，基本符合设计要求；通带增益为0.7，相比设计指标偏小。

4二阶有缘带通滤波器的设计

4.1设计指标

通带增益AUF=0；

中心频率：

fO=190kHz；

带宽:

50kHz；

阻带衰减：

不小于︳-40dB/10oct|

4.2仿真原理图

带通滤波器只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制，注意：

要将高通的下限截止频率设置为小于低通的上限截止频率。

反之则为带阻滤波器。

图6仿真原理图

如图6所示的，由R2R3和运放构成的同相放大器的增益为K，K=1+R3/R2。

将此电路的转移函数与二阶带通函数比较，可得到一下关系。

品质因数Q来表示滤波器频率响应曲线的尖锐程度，可以用中心频率和带宽的比值度量。

H0为传递函数在中心频率处的幅值。

我们取中心频率为Fp=190k，通带宽度BW=50k，可以求得Q=5，使R2=R3，所以K=2，取H0=4。

取

=100pF，计算的R1=4.4k，R4=8k，R5=30k。

4.3仿真波形

图7仿真波形

从图7可以看出该带通滤波器的中心频率fo=190kHz，带宽为40kHz，通带增益为0.9dB与理论计算结果有一定差异。

5总结

通过设计和仿真，对于有源滤波器有了一定的了解，能够根据设计指标设计简单的原理图，并与计算结果相比较。

有源滤波器在锁相环电路中发挥着很重要的作用，这对于我以后的学习有很大的帮助。

在实验仿真中还有很多不足，需要在以后的学习中继续完善。