低通滤波器.docx

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低通滤波器

课程设计报告

题目：

有源低通滤波器

院（系）：

生物医学工程学院

专业：

生物医学工程__

学生姓名：

_______________

学号：

_______________

2011年7月

低通滤波器

低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。

理想滤波器电路的频响在通带内应具有一定幅值和线性相移，而在阻带内其幅值应为零。

有源滤波器是指由放大电路及RC网络构成的滤波器电路，它实际上是一种具有特定频率响应的放大器。

滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。

低通滤波器设计要求

基本要求：

设计一个截止频率为10KHz的具有巴特沃斯特性的5阶低通滤波器。

发挥部分：

1.能实现除了低通以外的如高通、带通功能的滤波器。

2.进一步提高带宽，-3dB带宽提高到50KHz。

一电路原理及设计方案

1.1滤波器的介绍

滤波器是一种能使有用信号通过，滤除信号中的无用频率，即抑制无用信号的电子装置。

有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。

低通滤波器是一个通过低频信号而衰减或抑制高频信号的部件。

滤波器的阶数越高，幅频特性衰减的速率越快，但RC网络节数越多，元件参数计算越繁琐，电路的调试越困难。

1.2有源滤波器的设计

有源滤波器的设计，就是根据所给定的指标要求，确定滤波器的阶数n，选择具体的电路形式，算出电路中各元件的具体数值，安装电路和调试，使设计的滤波器满足指标要求。

根据设计要求，我选择将2个二阶有源低通滤波器电路与1个一阶有源低通滤波器电路串联构成5阶有源低通滤波器电路。

截止频率为一阶Fc=1/（2πRC），二阶Fc=1/√（2πR1C1*R2C2）

一阶当要实现截止频率为10KHZ，则先选定C=1.7nF，根据公式所以R=10K欧。

二阶要实现截止频率为10KHZ，为了方便计算选定R1=R2,C1=C2。

那么Fc就转化为Fc=1/（2πRC），同理选定C1=C2=1.7nF，R1=R2=10K欧。

1.2.1一阶有源滤波器

有源一阶低通滤波器电路如图1.1所示，压控电压源滤波器电路的特点是：

运算放大器为同相接法，滤波器的输入阻抗很高，输出的阻抗很低，滤波器相当于一个电压源，其优点是电路性能稳定，增益容易调整。

1.1有源一阶低通滤波器电路

1.2.2二阶有源滤波器

1.2.3五阶有源滤波器

二芯片介绍

LM358

特性：

　　内部频率补偿

　　直流电压增益高（约100dB）

　　单位增益频带宽（约1MHz）

　　电源电压范围宽：

单电源（3—30V）；

　　双电源（±1.5一±15V）

　　低功耗电流，适合于电池供电

LM358

三Multisim模拟仿真

3.1Multisim原理图：

3.2实现指标

1、截止频率为10KHz的具有巴特沃斯特性的5阶低通滤波器。

三个单刀双掷开关都打到右端：

波特表仿真结果：

2、能实现除了低通以外的如高通、带通功能的滤波器。

实现高通：

三个单刀双掷开关都打到左端：

波特表仿真结果：

实现带通：

三个单刀双掷开关打开如图：

左端左端右端

波特表仿真结果：

3、进一步提高带宽，-3dB带宽提高到50KHz。

三个单刀双掷开关打开如图：

右端右端左端

波特表仿真结果：

四有源低通滤波器PCB制作步骤：

1、建立原理图（.Sch）

2、增加元器件的封装型式：

3、生成网表：

4、创建.PCB文件载入网表：

5、修改错误：

6、无错误之后器件合理布局：

6、摆放好器件之后线合理布局

7、完成PCB文件的制作：

课设总结:

经过了这个星期的学习，我基本掌握了Protel99SE软件的使用和PCB板的绘制。

在学习Protel99之前有Multisim做基础与对一些电路理解，让我在学习这款软件没有这么苦难。

但由于Protel99出来比较早，一些操作有些繁琐，与之前的Multisim的操作不能同日而语的。

但不断的熟悉操作练习这款软件之后也习惯了Protel的操作并基本掌握制作PCB图的方法。

十分感谢老师上课的耐心讲解。