二階RC有源低通濾波器課程設(shè)計(jì)

1、模擬電子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 二階rc有源低通濾波器1. 設(shè)計(jì)指標(biāo)及要求：1、截止頻率fc=1khz2、帶外衰減速率大于-30db/10倍頻3、電壓增益av=22. 設(shè)計(jì)方案：二階rc有源濾波器的功能是讓一定頻率的信號(hào)通過(guò)，而急劇衰減或抑制此頻率范圍外的信號(hào)。常用的電路有電壓控制電壓源（vcvs）和無(wú)限增益多路反饋（mfb）電路。無(wú)限增益多路反饋（mfb）電路的優(yōu)點(diǎn)是電路有倒相作用，使用元器件較少，但增益調(diào)節(jié)對(duì)其性能參數(shù)會(huì)有影響，故應(yīng)用范圍比vcvs電路要小，本設(shè)計(jì)采用電壓控制電壓源（vcvs）電路，其優(yōu)點(diǎn)是電路性能穩(wěn)定，增益容易調(diào)節(jié)。ua741的管腳圖如圖1：圖 12.1 電路圖如圖2：圖 22.2元件

2、參數(shù)計(jì)算：根據(jù)電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試書中110頁(yè)，得=1hz時(shí)，取c=0.02uf , 對(duì)應(yīng)的參數(shù)k=5，滿足式（5.4.5）的要求。從表5.4.2得=2時(shí)，電容=c=0.02uf ；k=1時(shí)，電阻=1.126k,=2.250 k,=6.752 k, =6.752 k。將上述電阻值乘以參數(shù)k=5，得=5.63 k，=11.25 k，=33.76 k.2.3 電路的連接與測(cè)試： 將電路在面包板上仔細(xì)連接好，首先輸入信號(hào)vi=100mv，觀測(cè)濾波器的截止頻率fc以及電壓放大倍數(shù)av。3.電路的工作原理：二階壓控電壓源低通濾波器電路的工作原理就是利用電容通高頻阻低頻、電感通低頻阻高頻的原理， 電感器在

3、高頻時(shí)呈現(xiàn)開(kāi)路狀態(tài)，電容器在高頻呈現(xiàn)短路狀態(tài)。對(duì)于需要截止的高頻，利用電容通高頻，電感阻礙高頻的方法不使它通過(guò)，對(duì)于需要的低頻，利用電感通低頻的特點(diǎn)使它通過(guò)。4.測(cè)試結(jié)果:由電壓增益公式： 可以確定r1、r2的值，使得其電壓增益為2。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在測(cè)算電壓增益的時(shí)候，通過(guò)毫伏表來(lái)測(cè)量輸出電壓的大小?？梢运愕幂敵鲭妷旱拇笮缀跏禽斎腚妷捍笮〉膬杀丁Ｕf(shuō)明實(shí)驗(yàn)的結(jié)果還是比較理想的。對(duì)于截止頻率的大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)源發(fā)生器，使增益降低到原來(lái)的 0.707倍，此時(shí)觀察并記錄信號(hào)發(fā)生器所示的頻率數(shù)值為980hz，就是實(shí)際電路的截止頻率，十分接近1000hz，實(shí)驗(yàn)誤差較小。5.注意事項(xiàng)及心得體會(huì)： 二階低

4、通濾波器的面包板電路十分簡(jiǎn)單易于連接，根據(jù)電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試 （第四版）選擇適當(dāng)?shù)脑B接電路。電阻值應(yīng)盡可能接近設(shè)計(jì)值，可適當(dāng)選擇幾個(gè)電阻串聯(lián)或者并聯(lián)，盡可能采用金屬膜電阻及容差小于10%的電容。在調(diào)試電路的時(shí)候應(yīng)確認(rèn)示波器、信號(hào)源發(fā)生器等試驗(yàn)設(shè)備的連接正確。在測(cè)試過(guò)程中，若某項(xiàng)指標(biāo)值偏差過(guò)大，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)表調(diào)整修改相應(yīng)元器件的值。 電路雖然簡(jiǎn)單，但是真正在面包板上連接的時(shí)候，則會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)使我懂得了，遇到問(wèn)題時(shí)，只有認(rèn)真冷靜的分析與思考，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在。還懂得了要善于與同學(xué)老師交流，通過(guò)合作的力量才能取得更多更好的結(jié)果。6.參考文獻(xiàn)1 謝自

5、美 電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試 （第四版）華中科技大學(xué)2高等教育出版社電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版） 康華光主編；模擬電子線路設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源1.設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，要求: vo=+3v+9v , vopp5mv , sv。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜ぶ绷麟娫措娐冯娐方M成特點(diǎn)，了解直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用及測(cè)試方法，學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的工作原理及參數(shù)計(jì)算。3.實(shí)驗(yàn)儀器：電源變壓器 二極管 電容 電阻 cw317 電位器 面包板 導(dǎo)線4.實(shí)驗(yàn)原理：4.1直流穩(wěn)壓電源基本電路由電源變壓器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路三部分構(gòu)成。對(duì)電源變壓器，它是將220v交流電v1轉(zhuǎn)化成整流濾波電路需要的v

6、2。變壓器副邊與原邊的功率比/=。一般小型變壓器效率見(jiàn)表：一般小型變壓器效率副邊功率/va<101030308080200效率0.80.70.80.854.2 整流濾波電路 整流二極管d1d4組成單相橋式整流電路，將交流電壓變成直流電壓，在經(jīng)過(guò)電容c濾除紋波，輸出直流電壓。與交流電壓有效值的關(guān)系為：=(1.11.2) ;每支二極管承受的最大反向電壓=1.414*；通過(guò)每個(gè)二極管的平均電流為=0.5*=0.45*/r。其中r為整流濾波電路的負(fù)載電阻，為c提供放電回路，放電時(shí)間滿足：rc>(35)t/2,t為50hz交流電的周期，即20ms。4.3 穩(wěn)壓電路cw317本實(shí)驗(yàn)采用集成可調(diào)

7、式三端穩(wěn)壓器cw317。cw317工作原理圖其輸出電壓為vo=1.25(1+/)；穩(wěn)壓器允許的最大電流< vomax+(vi-vo)minvivomin+(vi-vo)max。4.4穩(wěn)壓性能指標(biāo)的測(cè)定紋波電壓 它是疊加在vo上的交流分量。用交流毫伏表測(cè)其有效值vo。穩(wěn)壓系數(shù) 在負(fù)載電流、環(huán)境溫度不變的情況下，輸入電壓的相對(duì)變化引起的輸出的相對(duì)變化，叫穩(wěn)壓系數(shù)，5.實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖變壓器輸出的電壓有效值是17.2 v，整流后cw317的輸入電壓為24.3v，整體輸出電壓vo可變范圍是1.7v22.3v,符合實(shí)驗(yàn)要求。用交流毫伏表測(cè)量紋波電壓得vo =0.1mv，符合實(shí)驗(yàn)要求。計(jì)算穩(wěn)壓系

8、數(shù)用直流電壓源vi代替整流濾波電路（見(jiàn)上cw317工作原理圖），有測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)vi(v)2426.421.6vo(v)17.5817.5917.56sv=(vo/vo)/( vi/vi)= 6.心得體會(huì)模電實(shí)驗(yàn)，我們組做的是直流穩(wěn)壓電源，總體感覺(jué)是：在面包板上連線很簡(jiǎn)單，但是調(diào)試電路的時(shí)候就非常讓人頭痛了。實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)整流二極管發(fā)熱的現(xiàn)象，超過(guò)其耐壓值后很容易燒掉，最后把變壓器接地端連地，撤掉兩個(gè)二極管后解決了這個(gè)問(wèn)題。此外如果電容正負(fù)極接反了就會(huì)導(dǎo)致電容燒掉。有的電阻阻值與標(biāo)記值相差較大，在用時(shí)應(yīng)先用萬(wàn)用表測(cè)量一下。雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，但是只有真正動(dòng)手做了才會(huì)感覺(jué)實(shí)際電路和原理電路是有很大差別的，親自動(dòng)手操作