帶通濾波課程設計報告.doc

遼 寧 師 范 大 學低頻電子線路課程設計（13級本科） 題 目： 帶通濾波電路設計 學 院： 物理與電子技術 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 13級4班 班級學號： 26 姓 名： 宋艷玲 指導教師： 張華 邱紅 張卓 完成日期：2014年6月28日 目錄目錄2前言32. 二階有源帶通濾波器42.1電路組成原理42.2傳遞函數(shù)42.3參數(shù)設置及芯片選擇52.31 芯片選擇52.32 參數(shù)確定62.4 仿真72.5 AD1082.6實驗測試數(shù)據(jù)93 參考文獻94 收獲10 前言測量和分析工程信號時，往往只需對特定頻率或者特定頻率范圍的信號進行測量和分析，但在實際工程信號中，往往包含各種各樣的干擾信號或者說是人們不感興趣的信號。為了消除這些信號所產(chǎn)生的不良影響，人們最先想到的就是利用一個理想的濾波器，將這些干擾信號全部剔除。本文將以二階有源帶通濾波器為例熟悉濾波的原理并掌握其相關的應用。1濾波器的簡介1.1濾波器是一種只傳輸指定頻段信號，抑制其它頻段信號的電路。 濾波器分為無源濾波器與有源濾波器兩種：1.11無源濾波器: 由電感L、電容C及電阻R等無源元件組成1.12 有源濾波器: 一般由集成運放與RC網(wǎng)絡構成，它具有體積小、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，同時，由于集成運放的增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗很低，故有源濾波器還兼有放大與緩沖作用。利用有源濾波器可以突出有用頻率的信號，衰減無用頻率的信號，抑制干擾和噪聲，以達到提高信噪比或選頻的目的，因而有源濾波器被廣泛應用于通信、測量及控制技術中的小信號處理。1.2從功能來上有源濾波器分為： 低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、 帶通濾波器（BPF）、帶阻濾波器（BEF）、 全通濾波器（APF）。其中前四種濾波器間互有聯(lián)系，LPF與HPF間互為對偶關系。當LPF的通帶截止頻率高于HPF的通帶截止頻率時，將LPF與HPF相串聯(lián)，就構成了BPF，而LPF與HPF并聯(lián)，就構成BEF。在實用電子電路中，還可能同時采用幾種不同型式的濾波電路。濾波電路的主要性能指標有通帶電壓放大倍數(shù)AVP、通帶截止頻率fP及阻尼系數(shù)Q等。2. 二階有源帶通濾波器2.1電路組成原理可由低通和高通串聯(lián)而成 低通截至角頻率 高通截至角頻率必須滿足2.2傳遞函數(shù) 圖 2-1 二階帶通濾波器電路如圖（2.1）所示，電路的傳輸函數(shù)為： （2.11） 為了計算簡便，設R2=R，R3=2R，式中為同相比例 運放的電壓增益，同樣要求3，電路才能穩(wěn)定工作 （2.12）2.3參數(shù)設置及芯片選擇2.31 芯片選擇簡介：LM324系列運算放大器是價格便宜的帶差動輸入功能的四運算放大器?？晒ぷ髟趩坞娫聪?，電壓范圍是3.0V-32V或+16V. LM324的特點： 1.短跑保護輸出 2.真差動輸入級 3.可單電源工作：3V-32V 4.低偏置電流：最大 .LM324系列運算放大器是價格便宜的帶差動輸入功能的四運算放大器?？晒ぷ髟趩坞娫聪?，電壓范圍是3.0V-32V或+16V.LM324的特點：1.短跑保護輸出2.真差動輸入級3.可單電源工作：3V-32V4.低偏置電流：最大100nA（LM324A）5.每封裝含四個運算放大器。6.具有內(nèi)部補償?shù)墓δ堋?.共模范圍擴展到負電源8.行業(yè)標準的引腳排列9.輸入端具有靜電保護功能 圖 2-2設計一個壓控電壓源二階帶通濾波器，指標要求為：通帶中心頻率；通帶電壓放大倍數(shù)；通帶帶寬。2.32 參數(shù)確定1）選取圖（2.1）壓控電壓源型二階帶通濾波電路；2）該電路的傳輸函數(shù)： （2.7）品質(zhì)因數(shù)： 通帶的中心角頻率： （2.8） 通帶中心角頻率處的電壓放大倍數(shù)： 取為使電路穩(wěn)定工作必須要求，取 由此可算出電阻 R2=R3= R4=R5=15.9K R1=8K C1=C2=0.01uF 至此，壓控電壓源二階帶通濾波器無源器件參數(shù)基本確定。2.4 仿真 圖 2-3 圖 2-4 圖 2-52.5 AD10 圖 2-6 圖 2-7 圖 2-8 圖 2-92.6實驗測試數(shù)據(jù)頻率（HZ）VIN(V)VOUT(V)192419.16.19122619.118.1100019.119.2833.7319.117.840019.15.84 表格 13 參考文獻電子技術基礎 模擬部分（第五版）康華光電子技術基礎 模擬部分（第四版） 童詩白百度文庫 二階帶通濾波課程設計百度文庫 課設-有緣帶通濾波器 4 收獲通過這次課程設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 在這次課程設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。通過這一次課程設計，親自去查閱資料，和同學互相幫助，一起解決制作過程中的種種困難，不但加深了理論知識的認知，更鍛煉了動手能力和自學能力，為以后的學習積累了寶貴的經(jīng)驗。十分感謝張華老師！尤其在電路板實際焊