1、二阶压控低通滤波器设计工业大学“二阶压控低通滤波器设计:班级:学号:2015.06.13一、摘要低通滤波器是一种典型的选频电路。本文详细介绍二阶压控电压源低通滤波器的设计方法,给出了其通用电路图。在给定的频段,理论上它能让信号无衰减地通过电路,这一段称为通带,通带外的其他信号将受到很大的衰减,具有很大衰减的频段称为阻带,通带与阻带的交界频率称为截止频率。本设计用Multisim10对其进展仿真观察,得出实验结论.二、关键词滤波器、二阶低通、压控型三、引言随着电子信息的开展,滤波器作为信号处理所不可或缺的局部,也得到了迅速的开展,且应用极为广泛,在卫星云图、电视信号以及雷达接收机当中滤波器是不可
2、缺少的一局部。本次通过对滤波器根本理论的学习,简单阐述二阶压控低通滤波器的工作原理,并根据题中所给的量进展参数设计。四、正文4.1.设计要求设计一个二阶压控型低通滤波器,要求通带增益为2,截止频率为2kHz,可以选择0.01F的电容器,阻值尽量接近实际计算值。电路设计完后,画出频率响应曲线,并采用Multisim软件进展仿真分析。4.2.方案提出在普通有源二阶滤波器中,其幅频特性曲线在下降时,实际变化与理想状态下的变化相差很大,这就造成了滤波器性能的下降。因此考虑引入适宜的反应,增大幅频特性在处的衰减速率,同时使幅频特性又不过于抬升。如图1所示,当Q值不同时,幅频特性曲线也不同。图1 二阶压控
3、LPF的幅频特性4.3.分析过程图2 二阶压控LPF二阶压控有源滤波器如图2所示。将图中电容接到运放输出端,引入正反应。由于在通带电容可视为开路,因此的改接不影响滤波器的放大倍数,即。取,根据“虚短、“虚断特性和叠加定理,有:联立解得:由上式,滤波器的频率响应可以写为:式中当时,可以简化为根据条件有=2KHz,解得RC=,其中C=0.01F,故取R=10K。由于=2,取。至此,所有参数计算完毕。此处采用芯片, uA741M,uA741I,uA741C单运放是高增益运算放大器,用于军事,工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。这些类型还具有广泛的共同模式,差模信号围
4、和低失调电压调零能力与使用适当的电位。其引脚图如图3所示,相关参数如图4所示。图3 引脚图图4 相关参数4.4.仿真结果仿真电路图如图5所示,通过交流分析,其输出幅频特性曲线如图6所示,波特图如图8所示。图5 仿真电路图图6 仿真幅频特性、相频特性图图7 波特图分析电路图8 仿真波特图4.5.结果分析由仿真结果可容易看出,当时,当频率较小时。即通带增益为2,截至频率为2KHz,与题目中给出的条件比照知,所设计的电路满足要求,通过仿真验证了设计结果的正确性。设计完成。五、完毕语心得体会通过本次设计,加深了对集成运算放大器线性应用的了解,学会了一些模拟电子设计的根本方法,通过对电路的仿真,加深了对Multisim的熟悉,学会了交流分析与波特图分析方法,为以后的学习打下了良好的根底。同时,通过查阅相关文献,了解了一些低通滤波器的电路,拓宽了视野。六、参考文献1 王淑娟,蔡惟铮,齐明.模拟电子技术根底M. :高等教育,2009.2 海燕. Multisim & Ultiboard电路设计与虚拟仪器仿真. :电子工业,2012.2.3北方交通大学,民昌主编:模拟集成电路系统(第2版)中国铁道1998 4汪惠.王志华编著:电子电路的计算机辅助分析与设计方法.清华大学1996