二阶有源滤波器设计实验报告.docx

1、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=39k R2=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

2、；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=47k R7=82k3.4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303

3、Hz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

4、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。