带阻滤波器设计范文.docx

1、带阻滤波器设计范文模拟电路课程设计报告设计课题： 二阶带阻滤波器的设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间:题目 二阶带阻滤波器的设讣一、 设计任务与要求1.截止频率 fH=2000Hz, fL二200Hz；2.电压增益AV二12；3.阻带衰减速率为-40dB/10倍频程；4.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源 (12V)。二、 方案设计与论证将输入电压同时作用于低通滤波器和高通滤波器，再将两个电路的输出电压 求和，就可以得到带阻滤波器，其中低通滤波器的截止频率fpl应小于高通滤波器 的截止频率fp2,因此电路的阻带为(fp2-fp2).实用电路常利用无源LPF

2、和HPF并 联构成带阻滤波器电路，然后接同向比例运算电路，从而得到有源带阻滤波器，III 于两个无源滤波电路均由三个元件构成英文字母T,故称之为双T网络。根据电路的传递函数和归一化滤波器传递函数的分母多项式，建立起系数的 方程组。根据课设要求，我们选择巴特沃斯(butterworth)滤波电路。巴特沃斯 滤波器的幅频响应在通带中具有最平幅度特性，但是通带到阻带衰减较慢。III于要 求为-40dB/十倍频程，选择二阶有源低通滤波器电路，即n二2。方案一、压控电压源二阶带阻滤波器这种电路的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过(或 受到很大衰减或抑制)，而在其余频率范围，信号则能顺利

3、通过。在双T网络后加 一级同相比例运算电路就构成了基本的二阶有源BEF。电路图如下：方案二、无限增益多路负反馈二阶带阻滤波器该电路山二阶带通滤波器和一个加法器组成H3、单元电路设计与参数计算(1)直流电源部分直流电源山电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路四部分构成。1、稳压电源的组成框图负载稳压滤波整流变压00a2、电路图3、整流.滤波电路用四个整流二极管组成单相桥式整流电路，将交流电压U2变成脉动的直流电压，为了减小电压的脉动，再经滤波电容C1滤除纹波，输出直流电压Ui ,UI=1. 2U2为了获得较好的滤波效果，在实际电路中，应选择滤波电容的容量满足RLC二(35)172的条件。两个二

4、极管分别与LM7812和LM7912反向并联，取到保护 电路的作用。同时在后面有两个发光二极管监视电路。4、稳压电路稳压电路中用三端固定稳压器组成固定电压输出电路，用C为抗干扰电容，用以旁路在输入导线过长时窜入的高频干扰脉冲，Ci是用来改善输出瞬变特性和 防止电路产生自激振荡.所接的二极管对稳压器起保护作用，防止输入端短路时C 2上电荷对稳压器内部放电使内部输出管击穿而损坏。三端固定式集成稳圧器构成稳压电路时要求输入电压Ui不能过低，UiU03V根据输出电压、电流选用三端集成稳压器及输入电压。(2)二阶带阻滤波器部分所选用的的电路为压控电压源二阶带阻滤波器电路：电路性能参数通带增益中心频率带阻

5、宽度电路的传输函数其中，通带电压放大倍数阻带中心处的角频率品质因数ElB = 2 (2-Aup) 选择性S其中 R1=R2 则 Q二0. 5根据截止频率fH=2000Hz, fL二200Hz；可得知中心频率fo二1100Hz,中心频率IHI试验中选用电容C二lOOnf,因此可求R二1. 448K欧姆，R/2二0. 724K欧姆。电压增益中 Rl=20k, Rf=10k, Av=l+Rf/Rl = l.5.（课程设计要求要求是I2）。四、总原理图及元器件清单1.总原理图直流电源电路压控电压源二阶带阻滤波器H波特图所显示的幅频特性2.元件清单元件序号型号主要参数数量备注（单价）三端稳压管LM781

6、21输出直流电压+12V三端稳压管LM79121输出直流电压一12VT1Ua741Ua74110.2cl瓷片电容lOOnf20. 3c2瓷片电容220nf10. 3C1,C2电解电容3300uf20. 3C3,C4电解电容0. 33uf20. 3C5, C6电解电容220uf20. 3C7, C8电解电容0. luf20. 3D二极管 IN40070.4LED1, 2发光二极管2表示有电流R1.45K20. 1R50020. 1R120K10. 1Rf10K10. 1五、安装与调试（-）静态调试:用万用表对电路板进行静态测试，U的主要是为了防止虚焊或者漏焊。静态 调试没有问题之后方可以到实验室

7、进行动态测试，主要测试参数有正弦波的幅值， 输出波形频率范围。（二）动态调试：仔细检查装好的电路，确定元件与导线连接无误后，接通电源。在电路的输 入端假如Vi=200mv的正弦信号，慢慢改变输入的信号的频率（注意保持Vi的不 变），用示波器观察输出电压的变化。在滤波器的截止频率附近，观察电路是否 具有滤波特性，若没有滤波特性，应检查电路，找出故障原因并排除之。若电路具有滤波特性，可进一步进行调试。对低通滤波器应观测其截止频率 是否满足设讣要求，若不满足设讣要求应根据公式，确定应调整哪个元件才能使截 止频率既能达到设计要求乂不会对其它的指标参数产生影响。然后观测电压放大倍 数是否满足设计要求，若

8、不达到要求，应根据相关公式调整有关的元件，使其达到 设讣要求。通过测试设汁值点电路板的结果，对电路板进行修正以达到设讣要求。设计指标：fo二1100Hz,增益为Av二12, -40dB/十倍频程。输入信号Vi二200mv，观察滤波器的截止频率fc及电压放大倍数Avo按要求理论测试结果应为：在相对低频时，如fl为200Hz时，电压放大倍数 为1.5；在f=1100Hz时，Av=0；在相对高频时,如fl为2000Hz时，电压放大倍 数为1.5。六、性能测试与分析在已经调试好的电路中使VI=200mv,不断调节输入信号的频率并记录在调试 过程中的23组数据分别记录下输入电压的频率还有输出的Voo在仿

9、真软件中得到的在三个频率下的输出电压如下F二10hzEf=U00hzf=2000hz电路测试得到的输出电压和频率Vof关系表如下:序列12345678f/hz050100150200250350500Vo/mv298298298298285260236198序列910111213141516f/hz750900110012001300145016001750Vo/mv154915089139186238249序列17181920212223f/hz1800190020002100220025003000Vo/mv260270285298298298298根据数据记录画出它的频率特性曲线在图中可

10、以看到，实验所测的数据与仿 真软件中的波特图显示的接近，如下图从数据上分析实验中所得的数据符合该实验设计的要求：fo二1100Hz,增益为 Av二12, -40dB/十倍频程。在相对低频时，如fl为200Hz时，电压放大倍数为 1.5；在f=1100Hz时，Av=0：在相对高频时,如fl为2000Hz时，电压放大倍数为1.5。误差计算：(1)直流电压源1.变压器的副边输出电压为15. 6V 理论U=15V n1=(15. 6-15)/15*100%二4%2.整流滤波电压稳压管的输入电压均为20. 5V 理论U二20Vn2= (20. 5-20) /20*100%=2. 5%3.稳压管输出电压

11、U01 二+12V U02=-ll. 9V 理论 UO1=+12V U02二-12VA3二(12-12) /12*100%=0Q4= (12-11. 9) /12*100%=0. 833%(2)滤波电路n5=(300-298)*300=0. 7%2.中心频率为F0二1. 09Khz 理论F0二1. lKhzH6=(l. 1-1. 09)*1. 1=0. 9%3.下降速率-40dB/十倍频 理论-40dB/十倍频n7= (40-40) *40=0误差分析：b实验毕竟是实验与理论有所差别，试验中的输入信号不稳定可能造成误 差。2,电路板上所用的各元件并不是完全和我们所讣算的理论值相等，大小有些 不

12、同。3,选用的实验元件受温度的影响，实验时间过长导致的误差产生。七、结论与心得利用公式法设汁有源二阶带阻滤波器，要求解多元高阶方程组；若采用查表 法求解电路参数，就简单得多。因此应尽量采用查表法求解电路参数，以减少电路 运算复杂程度。虽然可能误差很大，但是能够带来很大的方便。初学设计时尽量能 快速找到解决问题，培养解决问题的能力，积累设计经验。通过此次的课设，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束 缚，在论文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手 能力。并且山原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法 上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知 识，但是通过课程设计，学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么 更好的处理知识和实践相结合的问题。继续阅读